Ratgeber
21700-Akkus sind wiederaufladbare Li-Ion-Batterien mit speziellen Abmessungen. Sie wurden ursprünglich für die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen entwickelt, kommen heute aber deutlich vielseitiger zum Einsatz. Was 21700-Akkus im Besonderen auszeichnet und worauf beim Kauf zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
21700-Akkus sind Akkumulatoren, die auf Lithium-Ionen-Technologie basieren und in spezieller Bauweise realisiert sind. Form und Abmessungen sind in der Angabe 21700 codiert. 21 steht für 21 mm Außendurchmesser, 70 für 70 mm Länge und die Endziffer 0 für eine zylindrische Form. Wie 18650-Akkus sind 21700-Akkus sehr gefragt, wenn es um die mobile Energieversorgung elektronischer Verbraucher geht. Sie wurden ursprünglich für Elektroautos entwickelt und in Akkupacks zusammengefasst, um die nötige Kapazität zur Verfügung stellen zu können. Heute werden 21700-Akkus auch einzeln und deutlich vielseitiger genutzt. Sie kommen beispielsweise in Elektrowerkzeugen und Powertools, in Taschenlampen, Unterwasserkameras und E-Zigaretten, in Drohnen und im Modellbau sowie in Ladegeräten, Powerstations und Speichersystemen zum Einsatz.
18650-Akkus waren lange Standard, was die Energieversorgung von E-Fahrzeugen und anderen Elektrogeräten wie E-Zigaretten, Laptops oder Digitalkameras betrifft. Zwar sind sie nach wie vor verbreitet, werden aber zunehmend von 21700-Akkus verdrängt. Das hat damit zu tun, dass 21700-Akkus in Sachen Kapazität und Leistungsdichte besser performen.
Aber zunächst zu den Grundlagen: 18650-Akkus gehören wie 21700-Akkus zu den Lithium-Ionen-Akkus. Grundsätzlich zeichnen sich Li-Ion-Akkus durch eine hohe Energiedichte und eine geringe Selbstentladung aus. Sie sind thermisch stabil und unterliegen nicht dem Memory-Effekt. Von einem Memory-Effekt spricht man, wenn ein Akku aufgrund von vorzeitigem Aufladen an Kapazität einbüßt. Sehr anfällig dahingehend sind NiCd-Akkus. Sind sie nicht vollständig entladen, bevor sie aufgeladen werden, „merken“ sie sich den Energiebedarf der vorangegangenen Ladevorgänge und können nur noch diese Energiemenge aufnehmen bzw. zur Verfügung stellen. Bei Li-Ion-Akkumulatoren besteht das Problem nicht.
Nun könnte man meinen, dass 18650- und 21700-Akkus gleich aufgestellt sind, da beiden die Lithium-Ionen-Technologie zugrunde liegt, 21700-Akkus gehen aber noch einen Schritt weiter. Zunächst einmal liefern sie eine höhere Kapazität bzw. Energiedichte, das heißt, sie können im Verhältnis zu ihrem Volumen mehr Energie speichern. Während bei 18650-Akkus Kapazitätswerte zwischen 800 mAh und 3000 mAh gängig sind, liegen sie bei 21700-Akkus zwischen 3000 mAh und 5000 mAh. Zwar sind sie etwas größer als 18650-Akkus (18 mm Durchmesser, 65 mm Länge), in Relation dazu haben sie aber ein deutlich höheres Speichervermögen. Aus diesem Grund eignen sie sich (ggf. zusammengeschaltet in Akkupacks) gut für die Stromversorgung von Elektrowerkzeugen, E-Bikes, Drohnen und anderen Verbrauchern, bei denen es auf kompakt und leicht gebaute Akkus ankommt, die eine hohe Kapazität mitbringen, um eine möglichst lange Laufzeit bzw. eine hohe Reichweite sicherzustellen.
Des Weiteren zeichnen sich 21700-Akkus im Vergleich zu 18650-Akkus durch eine höhere Leistungsdichte aus. Sie sind in der Lage, hohe Ladeströme zu erzeugen, und eignen sich dadurch auch für die Verwendung in Elektrogeräten mit hohem Leistungsbedarf. Im Hinblick auf die Lebensdauer können 21700-Akkus ebenfalls punkten. Sie halten länger als andere Akkugrößen und sind zyklusfest, können also häufig entladen und geladen werden, ohne dass es zu Kapazitätseinbußen kommt. Bei sachgemäßem Gebrauch können 21700-Akkus bei sachgemäßem Gebrauch mehrere Hundert Zyklen überdauern.
21700-Akkus sind immer dann eine gute Wahl, wenn es auf ein optimales Verhältnis zwischen Gewicht, Größe und Leistung ankommt. Beim Kauf spielen vorhandene Anschlüsse und elektrische Parameter eine Rolle. Viele 21700-Akkus sind als Flat-Top-Zellen ausgeführt, die durch einen flachen Pluspol charakterisiert sind und in Akkuträger eingesetzt werden. Flat-Top-Akkus haben den Vorteil, dass sie das Volumen im Akkuträger besser ausschöpfen als es bei Äquivalenten mit hervorstehendem Pluspol (High Top) der Fall ist. Außerdem sind sie unempfindlicher gegenüber Erschütterungen und verrutschen nicht so schnell.
Des Weiteren sind 21700-Akkus mit Lötfahnen an den Polen erhältlich. Zeigen die Lötfahne am Pluspol und die Lötfahne am Minuspol in dieselbe Richtung, spricht man von einer U-Form. Zeigen die Lötfahnen in entgegengesetzte Richtung, handelt es sich um eine Z-Form. Akkus mit Lötfahnen in U-Form sind für den Einzelbetrieb gedacht und werden direkt auf Platinen gelötet. Akkus mit Lötfahnen in Z-Form sind dagegen für die Herstellung von Akkupacks vorgesehen und werden zusammengeschaltet. Neben Modellen mit Lötvorrichtungen gibt es Akkus, die zu Anschlusszwecken mit Kabeln ausgestattet sind. Die Kabel haben entweder offene Enden oder sind mit einem Stecker vorkonfektioniert.
Weitere Parameter, die bei der Auswahl eines 21700-Akkus eine Rolle spielen, sind Kapazität und Leistung bzw. maximaler Entladestrom. Je höher die Kapazität, desto länger ist die potenzielle Laufzeit des Akkus, was vor allem bei energieintensiven Anwendungen von Bedeutung ist.
Der maximale Entladestrom referiert auf die maximale Stromstärke, die ein Akku zu liefern imstande ist, und sollte mindestens dem erforderlichen Strombedarf des Verbrauchers entsprechen. Besser ist es, wenn der Wert darüber liegt. Grund: Ist die Leistung eines Akkus zu knapp bemessen, wird selbiger permanent an seiner Lastgrenze betrieben, was zu Defekten und Ausfällen führen kann.
Lithium-Ionen-Akkus dürfen nicht ungeschützt, das heißt ohne Schutzschaltung betrieben werden. Eine Schutzschaltung verhindert Überladung, Tiefentladung, Überströme und Kurzschlüsse, durch die Li-Ion-Akkus irreversibel beschädigt werden und sich im schlimmsten Fall entzünden oder sogar explodieren können. Schutzschaltungen können als Protection Circuit Boards oder als Batteriemanagementsysteme ausgeführt sein. Letztere fungieren zusätzlich als Balancer, um den „Gesundheitszustand“ der Akkuzellen zu überwachen. Ist ein Li-Ion-Akku ungeschützt, muss das Endgerät mit einer Schutzelektronik ausgestattet sein.
Brauche ich spezielle Ladegeräte zum Laden von 21700-Akkus?
Ja. Wichtig ist, dass Sie nur Ladegeräte verwenden, die speziell für Li-Ionen-Akkutechnologie ausgelegt sind. Außerdem müssen Ladeschächte in entsprechenden Abmessungen vorhanden sein, damit die 21700-Akkus hineinpassen. In dem Kontext ist zu berücksichtigen, dass geschützte Li-Ionen-Akkus mit integrierter Schutzschaltung 3 bis 4 mm länger sein können als ungeschützte Modelle. Nicht jedes Ladegerät ist dafür mit passenden Ladeschächten ausgestattet. Deswegen sollten Sie dahingehend unbedingt die Herstellerhinweise beachten. Neben der Eignung spielt Qualität eine Rolle. So kann es bei weniger hochwertigen Ladegeräten passieren, dass der Ladevorgang nicht komplett abgeschaltet wird, sondern weiterhin kleine Mengen an Ladestrom fließen, die den Akku auf Dauer schädigen.
Wann werden ungeschützte 21700-Akkus verwendet?
Ungeschützte 21700-Akkus kommen häufig bei Geräten zum Einsatz, in denen hohe Ströme fließen. Ein Beispiel dafür sind E-Zigaretten. Die für den Betrieb erforderliche Schutzelektronik ist dann im Akkuträger integriert.