Sind die 21700er Zellen den 18650ern wirklich überlegen?

[Allesmassiv]

Nachdem immer wieder sehr viel auf Makita für das Fehlen der 21700er Akkus herumgehackt wird hier mal ein ganz sachlicher Vergleich der derzeit verwendeten Zellen in den Makita Akkus mit den akuell von Metabo, Milwaukee und Bosch verbauten Samsung 21700er Zellen.

Ich habe langsam immer mehr das Gefühl, dass der Vorteil der 21700er Zellen überschätzt wird.
Ich habe heute mal die Datenblätter und Tests zu den einzelnen Zellen angeschaut und war relativ ernüchtert.
Vergleicht man mal die Sony US18650VTC5A, die wohl in den aktuellen Makita 5Ah Akkus verbaut werden mit den aktuellen 21700 Zellen, stehen diese eigentlich gar nicht mal so gut da. So wie ich das im Moment sehe, sind die Akkus aber vor allem eine Nummer größer und dementsprechend schwerer.

Eine 21700er Zelle hat knapp das 1,5-fache Volumen und Gewicht.
Dementsprechend müssten Kapazität und maximaler Entladestrom ebenfalls mindestens das 1,5-fache der 18650er betragen, damit das ganze einen echten Vorteil gibt.

Zuerst mal streng nach Datenblatt:
- Samsung INR21700 40T 24,23cm^3, Sony US18650VTC5A 16,53, Faktor 1,47
- Samsung max.70g, Sony max. 48,5g, Faktor 1,44

- Samsung Entladestrom 35A, Sony 30A(35A mit 80°c cut off). Faktor 1,17.
- Samsung 4Ah Sony 2,6Ah, Faktor 1,54
- Samsung Impedanz @1Khz <=12mR, Sony 7-15mR, Faktor 0,8 (= Leitwert Faktor 1,25)

Klingt soweit nicht danach, als hätte die 21700er Bauform einen echten Vorteil zu bieten.

Messwerte der Akkus mit den 21700 hat Powwersupply ja bereits einige gemacht.
Leider war der einzige gemessene Makita Akku wohl noch von einer älteren Generation mit anderen Zellen.
Messungen der beiden Zelltypen als Einzelzellen finden sich z.B. bei Lygte-info.dk
Samsung INR40T:
https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Samsung INR21700-40T 4000mAh (Cyan) UK.html
Sony VTC5a:
https://lygte-info.dk/review/batteries2012/Sony US18650VTC5A 2600mAh (Green) UK.html

Als erstes kann man schon mal sehen dass Sowohl Sanyo als auch Samsung relativ genau die beworbene Kapazität erreichen.
Aus den Charts lässt sich der DC Innenwiderstand der Zellen halbwegs abschätzen, indem man die Spannung bei minimalem Entladestrom mit der bei 30A vergleicht.
Bei Sony Komme ich dabei auf (4,15-3,6V)/30A= 18,3mR bei vollem Akku und bei Samsung auf
(4,1V-3,7V)/30A= 13,3mR. Faktor 1,4

Die großen Akkus machen ja bevorzugt bei Hochstromanwendungen Sinn, dementsprechend fand ich besonders die 30A Kurven sehr interessant.
Die Sanyo Zelle hat unter Last immer noch 2,25Ah und erwärmt sich dabei um knapp 50°c.
Bei der Samsung wurde der Test nach knapp 3Ah abgebrochen, da sich die Zelle ebenfalls um ca. 50°c erwärmt hatte.
Powwersupply hat die Tests der Akkupacks mit bis zu 35A/ Zelle durchgezogen und dabei knapp 100°c gemessen.

So betrachtet hat der 21700er Akku weniger Leistungsvorsprung als er mehr Gewicht hat. Wird konstant sehr viel Leistung benötigt, neigt er zum überhitzen.

Folglich stelle ich jetzt mal die folgende These auf:
Ein dreireihiger Akku aus den Sony Zellen mit 7,5Ah gewinnt bei Hochlastanwendungen in jedem Fall gegen einen gleich schweren und ähnlich großen 21700er Akku.
Die Lösung mit den 2x18V Akkus die Makita für die leistungshungrigen Geräte verwendet ist leider bspw. beim großen Winkelschleifer sehr sperrig, braucht sich leistungsmäßig aber selbst gegen die noch schwereren 12AH Akkus nicht zu verstecken.
Bei Geräten wie den 36V Handkreissägen, wo sich die beiden Akkus elegant unterbringen lassen gibt es eigentlich keinen Nachteil. Gegenüber einem 8Ah Akku entsteht ein Gewichtsnachteil von etwa 230g. Dafür lassen sich die beiden Akkus einzeln gut an einem Akkuschrauber o.Ä verwenden.

Preislich sind die 18650 Akkus pro Ah immer noch deutlich billiger als die 21700er.
Aller Werbung zum Trotz sehe ich derzeit einfach keinen nennenswerten Vorteil in der Verwendung größerer Zellen.

In Zukunft mag sich die Situation ändern, da die Batteriehersteller angekündigt haben verstärkt die 21700 Akkus weiterzuentwickeln.

 

[Dirk]

Du übersiehst, dass es für den Anwender nicht ersichtlich ist, welche Akkuzellen verbaut sind, der bekommt nur die Kapazitätsangabe zu Gesicht. Und ich weiß nicht, ob es die Sony in der Form (und zu dem Preis) schon gab, als die 21700 den Werkzeugmarkt erobert haben.

 

[m_karl]

Tja und dann gäbe es noch die VTC5D..
Ein 15 Zeller mit dem Schwert von Zelle braucht sich zwischen den 21700er Akkus absolut nicht zu verstecken.

Ob Makita VTC5A verbaut wage ich zu bezweifeln, sind ja doch die teureren Premiumzellen, hat die schon jemand gefunden?

Eine Betrachtung müsste man allerdings noch anstellen: der Preis. Das Format wurde nur entwickelt um in der Masse günstiger zu sein. Man müsste mal durchrechnen ob das bei Werkzeugzellen schon angekommen ist, wird es in der Zukunft sicherlich. Auch weniger Zellen = weniger Fertigungsaufwand.

Ich würde das ganze anders Formulieren: Super dass die neueste Zelltechnologie in beiden Formaten verfügbar ist!

 

[Mr.Ditschy]

@allesmassiv, meine das Thema hatten wir schon mehrmals diskutiert und kam da auch immer wieder auf den selben Gedanken .... sprich für den Makita Kunden gäbe es kaum Vorteile, wenn die nun bei 18V von 18650 auf die 21700 Zellen anbieten würden ... und selbst bei dem neuen 40Vmax/2,5Ah Akku ist die 18650 Zelle verbaut, also eben ein klarer Leistung/Gewicht- und Kostenfaktor.

Denke daher die 21700 Zelle kommt erst Flächendeckend, wenn die 18650 Zelle mal ausläuft.

 

[m_karl]

@MrDitschy: Nein? OP hat ja erwähnt das der Innenwiderestand um Faktor 1,4 besser ist bei 21700. Ein 21700 10 Zeller halt also deutlich mehr wumms als ein 18650 10 Zeller. Es ging darum dass ein 15 Zeller nicht schlechter wäre als ein 10 Zell 21700, da pflichte ich ja auch bei. Makita macht aber beides nicht und das ist sehr sehr schade!