Kann man 18650-Akkus mischen? (Der vollständige Leitfaden)

Lithium-Ionen-18650-Akkus sind unglaublich vielseitig. Man findet diese zylindrischen Zellen in allem, von Laptops bis hin zu Elektrowerkzeugen. Aber wenn es darum geht, einen kundenspezifischen Akkupack zusammenzustellen, kommt eine häufige Frage auf:

Kann man 18650-Akkus mischen?

Die kurze Antwort ist ja, man kann verschiedene 18650-Akkus kombinieren. Es gibt jedoch einige wichtige Faktoren zu beachten. In diesem umfassenden Leitfaden werde ich als professioneller 18650 Akku Hersteller alles behandeln, was Sie über das sichere und effektive Mischen und Kombinieren von 18650-Zellen wissen müssen.

Überblick: Mischen von 18650-Akkus

Zunächst einmal wollen wir uns die wichtigsten Punkte ansehen, die wir behandeln werden:

• Die Risiken der Fehlanpassung von 18650-Zellen
• Bewährte Verfahren für die Kombination verschiedener 18650-Akkus
• Wie man Kapazitäten, Chemien und Formfaktoren mischt
• Grundlagen der 18650-Akkusicherheit
• Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Wenn Sie Ihren eigenen Akkupack bauen, möchten Sie wahrscheinlich vermeiden, alle neuen 18650-Zellen zu kaufen. Wenn Sie also lernen, wie Sie vorhandene Akkus sicher kombinieren können, können Sie Zeit und Geld sparen.

Gefahren der Fehlanpassung von 18650-Akkus

Obwohl es möglich ist, eine Mischung aus 18650ern zusammenzustellen, lautet die erste Regel „keinen Schaden anrichten“ – Sie wollen vermeiden, Ihre Geräte oder Akkus zu beschädigen.

Hier sind einige der häufigsten Risiken bei der Fehlanpassung von Zellen:

• Überentladung: Wenn eine Parallelbatterie eine niedrigere Kapazität hat, kann sie zu tief entladen werden und beschädigt werden.
• Interner Kurzschluss: Variationen in Größe, Alter oder Chemie können zu internen Kurzschlüssen und potenzieller Detonation führen.
• Verminderte Leistung: Ein Ungleichgewicht bei Kapazitäten oder Widerstand verringert die Gesamtleistung und Laufzeit.
• Geringere Sicherheitsmargen: Ein engerer interner Widerstandsausgleich ist entscheidend für eine sichere Ladung/Entladung.

Während das Mischen von 18650-Zellen funktioniert, kann Arbeit, Sie müssen bei Ihrer Herangehensweise äußerst vorsichtig sein…

Was uns zu:

Best Practices: Kombination von 18650-Batterien

Um eine sichere, individuelle 18650-Batteriepack zu bauen:

1. Verwenden Sie neue, identische Batterien

Idealerweise bauen Sie Ihren Pack mit brandneuen 18650-Zellen, die in folgenden Punkten identisch sind:

• Kapazitäten
• Chemie (Kathodenmaterialien)
• Maximale Dauerentladungsraten
• Formfaktor und Abmessungen

Wenn alles so genau wie möglich übereinstimmt, bietet dies die höchsten Sicherheitsmargen und die besten potenziellen Leistungen.

2. Kapazitäten abgleichen

Wenn gezwungen, Kapazitäten zu mischen:

• Gleiche Kapazitäten gruppieren
• Nie mehr als ~20% Kapazitätsunterschied in Parallelschaltung mischen

Andernfalls neigen die Zellen mit geringerer Kapazität dazu, während des Gebrauchs zu Überentladung.

3. Verwendung einer Schutzschaltung

Eine spezielle Batterieschutzschaltung, kombiniert mit der Überwachung einzelner Zellen, hilft, das Betrieb außerhalb sicherer Grenzen zu verhindern.

Gut implementierter Schutz hilft, kleinere Abweichungen zwischen 18650-Zellen auszugleichen.

Mischen von 18650-Batteriekapazitäten

Eines der häufigsten Szenarien beim Mischen ist die Kombination von 18650-Zellen mit unterschiedlichen Nennkapazitäten (gemessen in mAh).

Zum Beispiel, wenn man eine 4P-Packung aus folgenden Zellen bauen möchte:

• 2x 18650 2200 mAh
• 2x 18650 2600 mAh

Ist das in Ordnung?

Im Allgemeinen—ja.

Sie können unterschiedliche Kapazitäten in Parallelschaltungen kombinieren. Behalten Sie nur zwei Richtlinien im Hinterkopf:

1. Überschreiten Sie nicht einen ~20% Kapazitätsunterschied zwischen der größten und kleinsten Batterie. Mehr Divergenz birgt das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls der niedrig bewerteten Zellen.
2. Versuchen Sie, für jede Kapazitätsbewertung die gleiche Anzahl an Zellen zu verwenden. Dies gleicht die Gesamtabgabe in Parallelschaltungen aus.

Kombination von 18650-Batteriechemien

Eine weitere Frage, die aufkommt, ist die Kombination verschiedener Kathodenchemien—die Materialien, die die positive Elektrode in einer 18650-Zelle bilden.

Die häufigsten Lithium-Ionen-Kathodenchemien umfassen:

• Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2)
• Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4)
• Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2 oder NMC)
• Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4)

Im Allgemeinen, empfehle ich nicht, Kathodenchemien zu mischen.

Das Problem ist, dass verschiedene Materialien unterschiedliche sichere Betriebsbereiche hinsichtlich:

• Überladungsschwellen
• Mindest-/Höchstbetriebs spannungen
• Hitzebeschränkungen

haben, was es schwierig macht, einen „One-Size-Fits-All“-Lade- oder Schutzansatz zu finden.

Es gibt einige Ausnahmen jedoch…

Wann man 18650-Batteriechemien mischen sollte

Sie möchten Chemien in Fällen kombinieren, in denen:

• Sie einen erweiterten Temperaturbetrieb benötigen (Mischung von LiFePO4 mit anderen Chemien)
• Anpassung der Entladungsprofile (Verwendung von LiMn2O4 für Pulsleistungsabgabe)

Stellen Sie jedoch sicher, dass Ihre Batteriemanagement- und Schutzsysteme so ausgelegt sind, dass sie eventuelle Unstimmigkeiten handhaben können.

Für die meisten DIY-Batteriebauprojekte empfehle ich, bei einem einzigen Kathodenmaterial zu bleiben, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Mischung von 18650-Formfaktoren

Neben Unterschieden in Kapazität und Chemie können 18650-Zellen unterschiedliche Formfaktoren (Abmessungen) aufweisen.

Zum Beispiel können die Abmessungen von 18650 variieren von:

• 18,0 x 65,0 (daher die Zahlen „18650“)
• Bis zu 18,8 x 68,9 mm

Im Allgemeinen sind bei der Kombination von 18650-Zellen etwa 0,4 mm Durchmesser- oder Längenvariation akzeptabel.

Eine größere Abweichung riskiert Schäden an Batteriefächern/-gehäusen oder das Hinterlassen von Lücken, die Zellbewegungen ermöglichen.

Beide Ergebnisse können zu Rissen oder Kurzschlüssen führen – halten Sie die Formfaktoren also so nah wie möglich beieinander in einem gemischten Pack.

Sicherheitstipps für 18650-Batterien

Egal, welche Kombination von Zellen Sie verwenden –sicherheit sollte die oberste Priorität haben.

Hier sind einige bewährte Praktiken beim Umgang mit 18650-Batterien:

• Verwenden Sie Isolierband oder Silikonschläuche an allen Zellen
• Vorsichtig behandeln, um Quetsch- oder Durchstichschäden zu vermeiden
• Von potenziellen Kurzschlussstellen fernhalten
• Sicherungen und andere Schutzmechanismen verwenden
• In feuerfesten Behältern lagern/aufladen
• Regelmäßig auf Schäden und Aufblähungen überprüfen

Lithiumzellen enthalten erheblich chemische Energie—behandle sie mit Vorsicht!

FAQ: Mischen und Kombinieren von 18650-Batterien

Lassen Sie uns mit Antworten auf einige häufig gestellte Fragen abschließen:

Kann man neue und alte 18650-Batterien kombinieren?

Nein. Verwenden Sie immer Batterien desselben Typs und Alters. Alte oder beschädigte Zellen können sich unvorhersehbar verhalten.

Was ist mit dem Mischen von Marken?

Versuchen Sie, die gleiche Marke zu verwenden oder überprüfen Sie, ob mehrere Marken die gleichen Spezifikationen teilen.

Wie sollte ich gemischte 18650-Packs aufladen?

Vorsichtig! Verwenden Sie ein intelligentes Mehrzellen-Li-Ionen-Balanced-Ladegerät mit Zellüberwachung. Und niemals unbeaufsichtigt während des Ladevorgangs lassen.

Muss ich Selbstentladungsraten abstimmen?

Idealerweise—ja. Aber in einem Parallelepacks verursachen kleine Unterschiede keine größeren Probleme.

Wichtiges Fazit: Mischen von 18650-Batterien

Beim Zusammenstellen von Batteriepacks aus verschiedenen 18650 ist es möglich:

• Zellkapazitäten, Chemien, Formfaktoren genau abstimmen
• Schutzmechanismen und Qualitätsherstellung verwenden
• Alle Lithium-Ionen-Batterien mit äußerster Vorsicht behandeln

Das Befolgen bewährter Praktiken hilft sicherzustellen, dass Ihr benutzerdefinierter Batteriebau sicher, ausgeglichen bleibt und effizient für viele Zyklen arbeitet.

Haben Sie Batteriepacks aus gemischten 18650-Zellen gebaut? Ich würde gerne Ihre Tipps und Tricks in den Kommentaren hören!