Hallo zusammen,
ich habe mich nun mal etwas ausführlicher mit den Zellverbindern, dem Material und dem elektrischem Widerstand der Verbinder beschäftigt.
Wenn man danach sucht findet man schnell immer die Begriffe Hilumin und als zweiten Begriff Nickel.
Der Hersteller von Hilumin sagt: "HILUMIN® ist ein
diffusionsgeglühter Bandstahl mit elektrolytischer Nickelbeschichtung für Batterieanwendungen, bei denen ein niedriger Kontaktwiderstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind"
Es scheint aber so zu sein, dass auch viele Händler ihre Produkte einfach mit dem Wort Hilumin bezeichnen, manchmal steht auch dabei reiner Nickel, was sich gegenseitig ausschließt. Denn entweder hat man reinen Nickel oder halt vernickelten Stahl, aber nicht beides gleichzeitig. Amazon Rezensionen und sonstige Forenbeiträge zeigen auch immer wieder, dass Produkte die als reines Nickel beworben werden sich oft als vernickelter Stahl entpuppen.
Ich habe mehrere Verbinder besorgt und dann getestet. Es gibt mehrere Methoden um herauszufinden welches Material man da vor sich liegen hat:
1. Mit hoher Drehzahl mit einem Dremel anschleifen: bei vernickeltem Stahl sprühen Funken, bei reinem Nickel nicht
2. Anschleifen, mit ein bisschen Salzwassertropfen beträufeln und abwarten: vernickelter Stahl rostet, reines Nickel nicht
3. Den spezifischen Widerstand des Materials ermitteln
Ich habe alles was ich da habe vermessen, u.a. auch einen originalen A123 Verbinder aus einem DEWALT Werkzeugakkupack.
Um den spezifischen Widerstand zu bestimmen habe ich die Verbinder mit Schlitz vorbereitet indem ich ein weiteres Stück Nickel angeschweißt habe um zu gewährleisten dass auf beiden Hälften des Schlitzes der gleiche Strom fließt. Anschließend habe ich dann einen konstanten Strom zwischen 10 und 25A über die Verbinder gejagt und dann auf einer Länge von 10, 20 oder 30 mm den Spannungsabfall über dem Verbinder gemessen. Die Messungen habe ich teilweise mehrfach wiederholt.
Auffällig war hier, dass einige Verbinder bei konstanten 20A schon richtig warm/heiß geworden sind.
Vorbereitete Verbinder, teilweise mit Abstandsmarkierungen bei 10 und 20 mm für die Messung des Spannungsabfalls über diese Länge:
Hier dann die Ergebnisse des Ganzen.
Über ein bisschen hin und her rechnen habe ich dann den spezifischen Widerstand des Materials ausgerechnet und auch den Widerstand berechnet den der jeweilige Verbinder auf einer Länge von 30 mm hat. Die Tabelle ist nach aufsteigendem Widerstand sortiert:
Wie man sieht hat das Material einen großen Einfluss auf den elektrischen Widerstand, denn die vernickelten Stahl Verbinder haben einen ungefähr
50% höheren spezifischen Widerstand als die reinen Nickel Verbinder!!
In der Literatur wird der spezifische Widerstand von Nickel mit 0,0693 Ohm * mm² / m angegeben, da liege ich mit meinen ermittelten ~ 0,088 etwas daneben, aber das muss man dann wohl dem Kapitel der Messungenauigkeit zuschreiben.
Der spezifische Widerstand von Eisen wird bei Wikipedia mit 0.10 - 0.15 angegeben, passt also zu meinen Ergebnissen.
Kupfer hat übrigens ungefähr 0,017 - also einen um Faktor 4 niedrigeren spezifischen Widerstand als Nickel. Das heißt 4 mm² Nickel entsprechen vom elektrischen Widerstand 1 mm² Kupfer.
Wenn man die vernickelten Stahlverbinder (~ 0.13) mit Kupfer (0,017) vergleicht ist man dann schnell bei Faktor 7 bis 8 !!
Hier noch Fotos von den Verbindern (gleiche Reihenfolge wie in der Tabelle oben):
Bei einem Fabrikat bin ich auch bitter enttäuscht worden. Die Seidel Verbinder sind beworben und beschrieben worden mit "Professionelle Kupfer/Nickel Legierung für maximalen Stromfluss und minimalen Widerstand". Es hat sich jedoch rausgestellt, dass es auch einfach nur Standard vernickeltes 0815 Stahlband mit entsprechend hohem Widerstand ist
Alle 3 oben genannten Tests waren bei dem Fabrikat negativ...es haben Funken gesprüht, sie haben gerostet und der spezifische Widerstand ist entsprechend hoch.
Fazit des Ganzen:
Ich werde meine Zellen dann mit dem reinem Nickelband von nkon schweißen
Grüße,
Piotre