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Powerbank selbst bauen: Die besten Akkus, Gehäuse, Controller & Co.
Philipp Sussmann
Philipp hat seinen beruflichen Werdegang als Praktikant in einer Werbeagentur begonnen und ist mit verantwortlich für das Design von Bierdeckeln, Werbetafeln und einem Fan-Bus eines großen Fußballvereins. Danach folgte der erste Schritt zum Journalismus: Ein Volontariat bei PC-Zeitschriften, die heute kaum noch jemand kennt - PC Direkt und PC Professionell. Dann folgte ein mehrjähriger Ausflug in die Welt des Marketings, PR-Arbeit und Qualitätsmanagement in einem mittelständischen Handelsunternehmen.
Seit 2015 ist Philipp bei Heise im Team von Bestenlisten aktiv. Hier bringt er auch seine privaten Interessen ein und deshalb für Drohnen, Laser, Balkonkraftwerke, Powerstations und zahlreiche China-Gadgets wie Handwärmer, USB-Lötkolben oder Mini-Taschenlampen zuständig.
18650-Akkus sind günstig, weit verbreitet und somit ideal für DIY-Projekte. Wir zeigen, die besten Akkus, wie aus den Zellen unkompliziert Powerbanks entstehen und was dafür benötigt wird.
Akkus mit der Typenbezeichnung 18650 hat fast jeder zu Hause – manchmal, ohne es zu wissen. Die beliebte Standardzelle wird nicht nur in Taschenlampen (Ratgeber: Ab 5 € okay, ab 20 € brutal hell, wasserdicht & mit Akku) oder Laserpointern eingesetzt, auch in vielen Notebooks (Kaufberatung), E-Scootern (Bestenliste) oder Werkzeugen (Ratgeber) sind die günstigen Akkus zu finden. Die dort eingesetzten Li-Ion-Akkus sind dann allerdings in einem gerätespezifischen Gehäuse versteckt und mit einer Schutz- und Regelelektronik, sowie herstellerspezifischen Anschlüssen ausgestattet. Häufig sind bei alten Akkus nur einzelne Zellen defekt – die restlichen Akkumulatoren können ausgebaut und weiterverwendet werden. Umgekehrt lassen sich so auch alte Akkus von Bohrmaschine & Co. wieder fit machen oder Stromspeicher ganz nach den eigenen Bedürfnissen zusammenbauen.
In diesem Ratgeber zeigen wir, warum die Zellen mit der Bezeichnung 18650 so beliebt sind und wie man damit eigene Powerbanks zusammenbauen kann – ganz ohne Löten oder Schweißen, um etwa Akkus aus einer Taschenlampe auch für einen anderen Zweck zu nutzen. Das benötigte Zubehör für den Bau von eigenen, individuellen Stromspeichern, stellen wir ebenfalls vor.
Dieser Artikel gehört zu unseren Themenwelten Werkstatt und DIY. Hier zeigen wir etwa, welche Ausstattung in keiner Nerdwerkstatt fehlen darf, digitale Messmittel für die Heimwerkstatt, 7 Multimeter ab 21 Euro im Vergleich oder unsere Bestenliste zu USB-Lötkolben. Wer eine Powerbank sucht, aber nicht selbst Hand anlegen will, der findet die beste Powerbank in unserer Top 10: Die beste Powerbank im Test – Testsieger kostet 20 Euro, die besonders starken Modelle in der Top 10: Die beste Powerbank ab 65 Watt und 20000 mAh von Anker & Co. ab 33 Euro oder unsere Sammlung besonders kurioser Powerbanks.
Grundlagen zu 18650-Akkus
Bei 18650-Akkus handelt es sich um Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) welche sich im Vergleich zu Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) durch eine hohe Energiedichte und hohe Zellspannung auszeichnen. Zum besseren Verständnis: Leistungsstarke Li-Ion-Akkus haben in der Regel eine Zellspannung von 3,6 bis 3,7 Volt. NiMh-Batterien liegen mit 1,2 Volt deutlich darunter. Die Energiedichte, also wie viel Kapazität in Wh pro kg Gewicht untergebracht sind, liegt bei etwa 140 bis 180 Wh/kg. Bei NiMH sind es etwa 60 bis 100 Wh weniger pro kg. Im Falle der 18650-Akkus liegt die Kapazität zwischen 2 Ah und 3,5 Ah. Zudem sind die Zellen länger lagerfähig, ohne sich dabei selbst zu entladen.
Im Vergleich zu anderen Akkus punkten die Li-Ion-Akkus mit einer überdurchschnittlich langen Lebensdauer. Außerdem kommt es beim Laden zu keinem Memory-Effekt, wie bei NiMH-Zellen. Ein weiterer Aspekt, gerade im Bereich DIY: Die Zellen sind wahlweise mit integrierter Schutzelektronik verfügbar. Kurzschlüsse, Tiefenentladung oder Überladung sind dann ausgeschlossen. Dann allerdings steigt der Innenwiderstand und eine hohe Leistungsabgabe wird unmöglich. Für starke Verbraucher wie E-Zigarette oder Werkzeug kommen deshalb 18650er-Zellen ohne integrierten Schutz zum Einsatz.
Ob ein Akku mit oder ohne entsprechende Schutzelektronik ausgestattet ist, erkennt man letztlich an zwei kleinen Punkten. Geschützte Zellen verfügen über eine zusätzliche Platine, die an Plus- und Minuspol angeschlossen ist. Dies macht sich auch in der Länge/Höhe der Zelle bemerkbar.
Wie kommt die Bezeichnung 18650 zustande? Die ersten beiden Ziffern stehen für den Durchmesser (18 mm). Die folgenden zwei Ziffern geben die Länge des Akkus (65 mm) an. Warum diese nicht immer exakt eingehalten werden und sich bei 18650er-Zellen unterscheiden können, erklären wir im nächsten Abschnitt. Die Endziffer 0 steht für die Zylinderform des Akkus.
Unterschiede der Zellen
Letztlich unterscheiden wir Zellen mit und ohne Sicherheitselektronik. Diese haben dann einen integrierten Überladungsschutz und sind auch gegen Tiefenentladung gefeilt. Während die Akkus mit integriertem Schutzmodul zwar sicherer sind, bieten nur Zellen ohne Schutzelektronik die volle Leistung.
Außerdem gibt es noch einen Unterschied, was die Bauform angeht. 18650 gibt es sowohl mit flachem Pluspol (Flathead) als auch mit klassisch erhöhter Kontaktfläche. Welche Variante geeignet ist, hängt immer vom Einsatzzweck ab. Wer ein fertiges Gehäuse benutzen will, sollte unbedingt auf die Spezifikationen achten, damit die Akkumulatoren auch passen.
Die 18650-Zellen haben in der Regel eine Kapazität von 2000 bis 3500 mAh. Zwar sind bei chinesischen Anbietern auch Akkus mit angeblich 5000, 7500 oder gar 9999 mAh verfügbar – letztlich haben diese Angaben aber nichts mit der Realität zu tun. Im Gegenteil! Insbesondere sehr günstige Zellen halten fast nie, was sie versprechen. Wem es nicht auf eine maximale Energiedichte ankommt, der kann problemlos auch auf die günstigeren Zellen zurückgreifen.
Die besten Zellen für DIY-Projekte
In den letzten Jahren haben wir uns privat häufiger 18650-Zellen für diverse DIY-Projekte gekauft. Diese landeten etwa in einer mobilen Retro-Konsole oder verschiedene 3D-gedruckte Lampen.
Neben den unterschiedlichen Kapazitäten sind hier primär die teils exorbitanten Preisunterschiede aufgefallen. In der Praxis setzen wir persönlich auf Zellen mit einem bestmöglichen Preis-Leistungs-Verhältnis – um etwa USB-Gadgets zu versorgen, sind diese völlig ausreichend. Wer plant mit den Zellen etwa eine kleine RC-Drohne zu befeuern, sollte lieber tiefer in die Tasche greifen. Hier sind dann schnelles Aufladen und hohe Entladeraten wichtig.
Für eine Empfehlung haben wir uns nun wieder mit einigen Zellen eingedeckt und diese auf die tatsächliche Kapazität und das Preis-Leistungs-Verhältnis überprüft. Folgende Zellen haben wir uns konkret angesehen:
- 18650 Roofer mit 2000 mAh: Diese vier Zellen haben wir zusammen mit einem Powerbankgehäuse für 26 Euro gekauft.
- 18650 Paisue mit 3400 mAh: Das Doppelpack der Zellen kostet rund 22 Euro.
- 18650 Skywolfeye mit 3000 mAh (alt): Zehn der Akkus gibt es zusammen mit einem Vierfachladegerät und einer Taschenlampe für knapp 29 Euro. Aktuell gibt es mit Coupon noch 5 Prozent Nachlass.
- 18650 Skywolfeye mit 3000 mAh (neu): Zehn der neuen Akkus des Herstellers gibt es ebenfalls wieder zusammen mit einem Vierfachladegerät und einer Taschenlampe für knapp 26 Euro. Aktuell gibt es mit Coupon noch 5 Prozent Nachlass.
- 18650 Samsung mit 3450 mAh: Das Doppelpack der Zellen kostete bei Amazon 23 Euro - diese Zelle liefert bis zu 10A, ist aber ungesichert und kann somit überladen und tiefenentladen werden! Bei Ebay gibt es die Zelle bereits für knapp 5 Euro je Stück.
Zusätzlich haben wir noch 18650er aus unserem privaten Fundus überprüft.
Los geht es mit den teuren Zellen von Samsung und Paisue. Hier gibt es, abgesehen vom hohen Preis nichts zu meckern. Die Akkus von Samsung erreichen ihre angegebene Kapazität auch im Praxistest. Bei einer Zelle können wir sogar minimal mehr entnehmen. Bei den Akkus von Paisue landet die gemessene Kapazität mit 3300 mAh nur knapp unter der Herstellerangabe.
Unsere älteren unter dem Namen Skywolfeye vertriebenen Akkus sollen laut Aufdruck satte 3000 mAh bieten. In Wirklichkeit können wir in den Tests im Schnitt etwas weniger als 1600 mAh messen. Die neue Variante, welche wir ebenfalls im Set mit Ladegerät und Taschenlampe erstanden haben, schneidet aber überraschend gut ab. Hier kommen wir bei mehreren Messversuchen auf bis zu 2400 mAh von angegebenen 3000 mAh. Die Akkus von Garberiel kommen auf ein vergleichbares Ergebnis wie die alten Skaywolfeye-Akkus. Hier beträgt die nutzbare Kapazität nur knapp 1450 mAh statt 3000 mAh. Bei den günstigen 20000-mAh-Akkus von Roofer, welche bei Powerbankgehäusen dabei waren, kommen wir immerhin in die Nähe der Nennkapazität. Hier kommen wir auf durchschnittlich 1600 bis 1700 mAh.
Am größten sind die Abweichungen zwischen Nennkapazität und der tatsächlichen Kapazität bei billigen Zellen mit angeblich mehr als 3000 mAh von Herstellern wie Ultrafire und Visvic, welche wir bei Aliexpress erstanden hatten. Die Akkus von Visvic liefern gerade einmal zwischen 1250 und 1400 mAh – laut Aufdruck sollen 5200 mAh drin sein. Bei dem Modell von Ultrafire sind die Testergebnisse ähnlich desaströs.
Was beim direkten Vergleich mit der Markenzelle von etwa Samsung auffällt: Die billigen Akkus, welche ihr Kapazitätsversprechen derart heftig brechen, wiegen auch spürbar weniger. Der Innenwiderstand der billigen Zellen ist zudem deutlich höher. Wer die Zellen von namhaften Herstellern kauft, hat diese Probleme nicht, muss dafür ein paar Gramm mehr und höhere Kosten in Kauf nehmen. LG, Samsung, Sony und Co. liefern dafür auch, was aufgedruckt ist. In den Tests konnten wir hier zum Teil sogar minimal mehr Strom entnehmen als angegeben.
Die günstigen Akkus halten nicht mit – hier landen unsere Kapazitätstests stets unter der Herstellerangabe. Hinsichtlich der extremen Preisunterschiede würden wir uns bei einfachen Bastelprojekten trotzdem häufig für günstige Zellen entscheiden. Unser Preis-Leistungs-Tipp sind die zehn Zellen 18650 Skywolfeye mit 3000 mAh (neu), welche zusammen mit Taschenlampe und Ladegerät rund 26 Euro kosten. Die getesteten Akkus sind alle gegen Tiefenentladung und Überladung abgesichert und bieten ein ordentliches Preis-Leistungs-Verhältnis.
Geht es allerdings darum, einzelne Zellen zu ersetzen, diese unterwegs zu nutzen oder etwa damit ein RC-Modell zu betreiben, würden wir aber auf jeden Fall zu teuren Markenzellen von etwa Samsung greifen! Preise von etwa 5 bis 10 Euro pro Zelle sind hier ganz normal.
Tipp: Wer mehr über spezifische Zellen erfahren will, sollte etwa auf Lygte-info vorbeischauen. Hier sind zu unzähligen verschiedenen Zellen Messdaten statt Herstellerangaben hinterlegt.
Fertige Gehäuse
Wer alte Zellen weiterverwenden will, muss diese für die erneute Nutzung nicht zwingend verschweißen oder verlöten. Auf Amazon, Aliexpress & Co. gibt es eine ganze Reihe an vorkonfektionierten Leergehäusen, in welche die Akkus ganz bequem eingesetzt werden können. Diese gibt es in klein bis groß, von günstig bis leistungsstark. Ein paar der Modelle haben wir getestet.
Unser Mini-Powerbank-Gehäuse für 12 Euro im Fünferpack bietet Platz für eine 18650er-Zelle, einen USB-A-Ausgang (2 A), einen Micro-USB-Port zum Laden und eine Status-LED. Im Test klappt hier alles erwartungsgemäß. Neben verschiedenen Farben und Designs sind die Gehäuse auch für zwei, vier und mehr Zellen erhältlich. Bei unserem Modell passen sowohl Akkus mit flachem Kopf als auch mit erhöhtem Pol.
Das für vier Zellen bestellte Gehäuse mit den Zellen von Roofer kostet rund 21 Euro und bietet zwei USB-A- sowie einen USB-C-Ausgang. Geladen wird auch hier per Micro-USB. Anders als beim Mini-Gehäuse ist hier ein kleines Status-Display verbaut. Neben der prozentualen Kapazitätsanzeige sieht man hier, ob das Gerät Strom abgibt oder geladen wird. In dem schicken Gehäuse ist Platz für vier Zellen in Flathead-Bauweise. Die zehn Akkus aus dem günstigen Set mit Taschenlampe und Ladegerät passen nur mit Gewalt.
Auch zwei großen Powerbank-Gehäuse für bis zu 16 Zellen haben wir uns zukommen lassen. Beide Modelle wirken auf den ersten Blick fast identisch und verfügen ebenfalls über das kleine Status-Display. Während das 15 Euro teure Gehäuse von Ghbottom mit zehn Zellen super funktioniert und immerhin 2 A liefert, enttäuscht die XL-Variante beim Einsatz von 16 Zellen. Das 20 Euro teure Gehäuse von Heros nimmt die Zellen zwar auf und gibt auch die versprochenen 3 A via USB ab, allerdings laden die eingelegten 18650er nicht, wenn wir die Powerbank laden wollen. Das Problem scheint zwar nicht die Regel zu sein, in den Kundenkommentaren sind aber ähnliche Fälle zu finden. Wer eine kabellose Ladefunktion, PD oder QC bei seiner Powerbank wünscht, bekommt auch dafür geeignete Leergehäuse ab etwa 28 Euro auf Amazon.
Wer seine 18650er nicht nur für USB-Verbraucher einsetzen will, bekommt auch passende Gehäuse für 12-Volt-Anwendungen. Selbst herstellerspezifische Leergehäuse für Werkzeugakkus sind verfügbar. Hier muss dann allerdings häufig mit einem Punktschweißgerät gearbeitet werden. Wie, das erklären wir im nächsten Absatz.
DIY-Akkus
Obwohl es viele Gehäuse gibt, die es erlauben, die Akkus bequem, ohne Schweißpunkte zu nutzen, sind die Möglichkeiten damit eingeschränkt. Für anwenderspezifische Lösungen bleibt hier nur der Gang in die eigene Werkstatt. Wie solch ein Aufbau eines DIY-Akkus funktioniert, ist auf zahlreichen Blogs und in Foren dokumentiert. Eine kurze aber sehr anschauliche Schritt-für-Schritt-Anleitung auf Englisch gibt es auf instructables.com. Einen sehr ausführlichen Aufbaubericht auf Deutsch bietet der Blog von Philipp Seidel. Der Multicopter-Pilot hat mit alten Zellen aus Notebook und Co. große Akkus zusammengebaut, um damit seine Drohnen-Akkus unterwegs zu laden.
Wichtig! Beim Umgang mit Akkus sollte man wissen, was man tut! Bei Fehlern im Umgang mit Zellen kann es im schlimmsten Fall zum Brand kommen. Wer sich an die Materie wagt und sich im Vorfeld ausreichend informiert, kann dann aber schnell und mit überschaubarem Aufwand eigene Akkus mit Wunschspezifikation zusammenbauen. Diverse kostenlose Online-Tools und Datensammlungen helfen bei der Planung des eigenen Akkus. Einen guten Battery-Pack-Calculator, eine Planungssoftware für eigene Akkus auf Basis der 18650er-Zellen, gibt es etwa auf Cellsaviors.
Neben den Li-Ion-Akkus braucht es dann noch passendes Zubehör und Werkzeug. Dieses ist weder kompliziert in der Anwendung noch teuer. Los geht es mit dem Auslesen der wichtigsten Daten der Akkus, insbesondere der tatsächlichen Kapazität. Neben einem Multimeter sind hier etwa Ladegeräte mit entsprechender Anzeige ab 15 Euro oder spezieller Kapazitätstester ab 12 Euro infrage. Die besten Multimeter aus unseren Tests zeigen wir im Ratgeber Das beste Messgerät finden: 7 Multimeter ab 21 Euro im Vergleich.
Weiter geht es mit dem Verbinden der einzelnen Zellen. Hier kann theoretisch gelötet werden. Besser, sicherer und deutlich schneller geht es mit einem Mini-Punktschweißgerät. Mobile Batteriepunktschweißer mit eigenem Akku gibt es bereits ab 40 Euro bei Amazon oder 20 Euro bei Aliexpress. Wir haben uns privat für ein Modell mit in elf Stufen verstellbarer Leistung und integriertem Akku plus Powerbank-Funktion entschieden. Das Gerät von Aomdom für 48 Euro wird per USB-C geladen und kommt einsatzbereit inklusive Ladekabel. Zum Lieferumfang gehören zudem zwei Schweißstifte sowie ein Nickelblech mit einer Länge von 2 Metern und einer Stärke von 0,15 Millimetern. Auch eine Feile zum Aufrauen der Kontaktfläche ist beigelegt.
Die Vorgehensweise ist einfach: Gerät einschalten und Leistung wählen. Wir haben mit mittlerer Leistung die besten Ergebnisse erzielt. Anschließend setzen wir die Lötpunkte. Dazu legen wir das Blech auf den Akkukontakt und drücken es mit einem der beiden Schweißstifte fest. Sobald der zweite Stift aufgesetzt wird, löst das Gerät aus und schon sind Blech und Akku fest verbunden. Ist die Leistung zu schwach (und/oder das Blech zu stark) kommt keine stabile Verbindung zustande. Bei zu viel Leistung entstehen statt Schweißpunkten Löcher im Blech. Bei der Arbeit nutzen wir eine isolierende Silikonunterlage und eine Schutzbrille. Die mag übertrieben wirken, bei hoher Leistung können aber schnell Funken fliegen.
Batterieschutzmodule sind bei solchen Projekten Pflicht. Neben einfachen Ladeplatinen stehen hier auch fertige Powerbank-Module inklusive Anzeige und USB-Anschlüssen zur Verfügung. Welche Art geeignet ist, hängt hier ganz vom geplanten Einsatzzweck ab. Die Kosten liegen zwischen zwei und etwa 12 Euro.
Auch wenn das theoretisch alles ist – schön und sicher werden solche Selbstbauten nur, wenn man die Akkus entsprechend anordnet und ordentlich verpackt. Hierfür eignen sich die zahllosen kostenlosen 3D-Druckvorlagen auf Thingiverse. Wer keinen 3D-Drucker besitzt, bekommt passende Batteriehalter einzeln steckbar oder in größeren Verbünden. 200 einzelne Halterungen (für 50 Zellen), welche nach Belieben verbunden werden können, gibt es inklusive Nickelband ab etwa 13 Euro.
Um größere Akkupacks ordentlich zu sichern, raten wir zusätzlich zu einer isolierenden Schicht aus selbstklebenden Karton. Die Isolatoren gibt es zugeschnitten oder als Platten und Meterware ab 5 Euro. Für einen optischen Akzent und zusätzliche Sicherheit sorgt passender Schrumpfschlauch. Das Set mit 150 bunten Hüllen, Isolatoren und fünf Metern Kupferband gibt es ab etwa 10 Euro. Richtig cool für Projekte, wo die Akkus sichtbar bleiben, ist bedruckter Motiv-Schrumpfschlauch. 50 Hüllen mit acht verschiedenen gruseligen und stylischen Motiven gibt es für 13 Euro auf Amazon. In der Regel gehören die Akkus aber in ein Gehäuse verpackt. Neben einfachen Kunststoffboxen finden sich hier auch Gehäuse-Sets inklusive Ladeelektronik, Batteriehaltern, Isolatoren und Nickelband.
Fazit
Die verbreiteten 18650er-Zellen bieten viele Möglichkeiten für DIY-Projekte. Auch wer nicht gleich zum Punktschweißgerät greifen will, kann alte Akkus oder jene aus der Taschenlampe ganz bequem und günstig zur Powerbank umfunktionieren. Wichtig ist es darauf zu achten, ob das Gehäuse für Batterien mit flachem oder mit Standardkopf geeignet ist.
Wer sich selbst an den Bau von Akkus mit den Zellen machen will, muss nicht besonders tief in die Tasche greifen, sollte sich dafür aber umso besser einlesen! Das technische Equipment ist mit weniger als 50 Euro bezahlbar. Anders sieht es mit neuen 18650er-Zellen aus. Markenzellen von Sony, Samsung, Panasonic & Co. sind nicht gerade günstig und kosten ab etwa 5 Euro das Stück. Muss es nicht die volle Kapazität und Leistung sein, sind aber auch günstige No-Name-Akkus eine gute Alternative. Unserer Erfahrung nach sollte man hier zu Zellen mit realistischen Angaben bis maximal 3000 mAh arbeiten – hier ist die Chance auf eine vernünftige Kapazität größer als bei Modellen mit Fake-Angaben von 5000 mAh und mehr. Am günstigsten ist es, alte Notebook-Akkus und Ähnliches wiederzuverwerten. Meist ist nur ein kleiner Teil der Zellen tatsächlich defekt.
Kann man hier Geld sparen? Theoretisch schon, da es die Zellen und Gehäuse günstig gibt. Da billige Zellen aber nicht die gewünschte Kapazität und Leistung liefern, muss man entweder hier Abstriche machen oder zu Markenzellen greifen. Dann aber kostet die DIY-Variante schnell mehr als fertige Powerbank. Mehr zu den mobilen Stromspeichern zeigen wir in der Themenwelt Powerbank. Neben den besten Geräten aus den Tests zeigen wir hier etwa Powerbanks mit integrierter Starthilfe oder welche mit Handwärmefunktion sowie die beste Powerbank für Laptop & Smartphone. In unseren Themenwelten Werkstatt und DIY zeigen wir etwa, welche Ausstattung in keiner Nerdwerkstatt fehlen darf, digitale Messmittel für die Heimwerkstatt, 7 Multimeter ab 21 Euro im Vergleich oder unsere Bestenliste zu USB-Lötkolben.
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