Ideen zur Kontaktierung von CATL 116AH NCM Zellen

[Erexxawat]

Hallo liebe Gemeinde,

voran erlaube ich mir einen Satz zu mir selbst. Ich war in der Vorgängerversion dieses Forums lange Zeit angemeldet und freu mich wieder hier zu sein. Ich bin 34Jahre Entwicklungsingenieur für Elektronik bei Haushaltsgeräten und hatte während meines Studiums viel mit Lion Speichern zu tun. Und jetzt das Wesentliche: Ich bin mir der Gefahr meiner kommenden Fragen bewusst, ich weiß (meistens so ungefähr ) was ich tue und übernehme natürlich auch für alles kommende die Verantwortung.

Aber jetzt zum Thema: Ich habe mir bei eBay 12CATL 116AH Lion NCM Zellen ersteigert. Das stellt mich aber aktuell vor ein Problem. Diese haben relativ massive Aluminium-Kintaktierflächen ca. 20mmx40mm, Materialstärke ca. 2mm.
Normalerweise werden an diese Aluminiumstandbolzen mit M8 Gewinde angeschweißt. Soweit ich weiß geschieht das mittels Laser, so einen habe ich aber blöderweise nicht zur Hand.
Optionen an die ich gedacht habe, aber die mir nicht optimal vorkommen:
1: Löten, aus Verzweiflung versucht wie erwartet kläglich gescheitert. Problem ist hier natürlich Aluminium als Material und der begrenzt mögliche Wärmeeintrag

2: Nickelband Punktschweißen. Noch nicht versucht, aber ich denke auch hier werde ich bei 2mm Aluminium als Untergrund nicht viel Erfolg haben.

3: Elektrodenschweisen: Zu gefährlich, viel Wärmeintrag, klappt vermutlich auch sehr schlecht.

4: In die Elektrode bohren und Blech drauf schrauben. Ebenfalls sehr gefährlich. Wenn ich zu weit (3mm) tief nohren mache ich einen Kurzschluss bei mehreren hundert Ampere direkt an der Zelle.

Also Frage in die Runde: Habt's ihr bessere Ideen?

[VDX]

... evtl. mit Silber-Lot (normal für Edelstahl, geht aber auch bei Alu) hartlöten?

[Alexander470815]

... evtl. mit Silber-Lot (normal für Edelstahl, geht aber auch bei Alu) hartlöten?

Also das geht sicher nicht.
Silberlot hat eine Arbeitstemperatur die deutlich höher liegt als der Schmelzpunkt von Alu.

Löten wird auch ziemlich sicher die Zelle thermisch schädigen.

Man könnte Schweißbolzen aus Aluminium aufschweißen mittels Spitzenzündung und Kondensator Entladung.
Sowas ist eine durchaus übliche Technik um auf Blechen Gewindebolzen anzubringen.
Der Wärmeeintrag ist äußerst gering.
Dafür braucht es aber eine Kondensatorbank mit etwa 100.000µF und 100V die dann mit einem Thyristor geschaltet wird.

[VDX]

... hmmm ... da scheint es wohl unterschiedliche Eutectica zu geben - hatte eins, welches das erste Mal bei 450°C aufschmilzt ... hatte mir auch selber ein Gold-Hartlot mit 80:20 Gold:Zinn zusammen gerührt, welches das erste Mal bei 350°C aufgeschmolzen ist, das nächste Mal um 500°C, 700°C ... und erst, wenn fast das ganze Zinn rausgedampft war, bei 1000°C (reines Gold bei um 1065°C) ...

[Norbi]

Auf jeden Fall ein anspruchsvolles Material.

Man könnte vielleicht versuchen das zu Reibschweißen, ist ja auch ein übliches Verfahren um Bolzen Aufzusetzen.
Alu klebt beim Bearbeiten bei mir zumindest immer wenn es das nicht soll. Müsste man mal versuchen nen Alubolzen mit hoher Drehzahl aufzupressen.
Oder ein Alublech auflegen und dann mit einem 2mm Stempel in der Bohrmaschine mit Hoher Drehzahl an 10 Punkten 3mm tief zusammenrühren.

Hmm ich glaub ich probiere das mal aus.

[Norbi]

Schon getestet:

Ich hab mal ein 1mm auf ein 3mm Alublech gelegt und hab in einem Raster einen 2mm Wolframcarbidfräser mit 24000 /min von Hand mit der stumpfen Seite im Raster 2mm tief ins Material gefahren.

Hält einigermaßen und Strom leitet die Verbindung bestimmt auch. Besser wäre es aber wohl den Fräser zu schleifen dass der mittig einen kleinen Pinockel hat und sonst ne breite Schulter. Google spuckt unter "Rührreibschweißen" aus wie so ein Werkzeug aussehen muss. Drehzahl lässt sich bestimmt auch optimieren.

Hier das getestete Probestück, war schon ordentlich Kraft nötig das auseinanderzureißen, an einer Stelle ist sogar das Blech gerissen und nicht der Verbindungspunkt.

Wieder was praktisches für die CNC gelernt, mit nen Programm das langsam definiert tief eintaucht bekommt man da bestimmt eine 1A Verbindung.

[Multi-kv]

In 2mm Material bekommst Du sicher kein vernünftig haltendes Gewinde gebohrt.

Die Technik von Norbi oder Alex machen da sicher mehr Sinn, aber man braucht die richtigen Geräte und ordentlich Übung!
Weichlöten mit Alu geht grundsätzlich schon (Reibelot), aber wegen Hitzeeintrag wohl eher nicht zu empfehlen.
Wenn, dann vielleicht ganz an der Außenkante mit reichlich dimensioniertem Lötkolben (300...500W) - das muß möglichst schnell gehen.
Vorher blank schmirgeln und am Ende mit wenig Öl schützen. Dann das Lot (am besten wohl 97 Sn, 3% Cu) mit viel Reibung aufbringen - kein Flussmittel!
Braucht aber auch Übung.

[Death]

Also ich bin jetzt im Elektrobereich und Aluleitern und Kabelpressschuhe.

Hier muss ja auch die Oxydschicht weg und direkt Kontaktfett auf das Kabel und in den Kabelschuh....

Also anschleifen, Fett drauf und dann direkt in eine Vorrichtung, wo per Pressdruck die Kontaktklemme kontaktiert wird. Dann noch kontern und man hat seine Verbindung.

Also alles Schraubbar und ohne thermische Beeinflussung.

IC Kontaktfett

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Abend, wenn gar nichts helfen sollte, würde ich an einer Zelle mal den oberen Kragen aus Kunststoff an der Kontakttierung entfernen. Da könnte man auch sehen wie dick dieser ist und ob das ganze noch fest ist. Anschließend könnte man sich ne Klemm - Lasche - Bügel aus Kupfer machen, und mit diesem die Zellen verbinden. Meine 8 EVE mit 105 Ah haben alle ein M 4 er Sackloch, das über 6 mm tief ist. Eine andere spannende Frage wäre, warum haben diese Batterie Zellen keinen Bolzen oder ein Innengewinde ? Bei Edelstahl und normalen Baustahl nimmt man gewöhnlich ein Bolzen - Schweißgerät, so auch im Industrie - Ofenbau. Im Anschluss noch ein Link zum Laserschweißen von Kontakten https://german.alibaba.com/product-deta ... 98820.html .Viele herzliche Grüße von axonf.

[VDX]

... wie dick sind die Bleche, die du verbinden willst?

Bei YT zeigen sie immer wieder mal, wie "einfach" dünne Elektrodenbleche/-Bänder mit einem Tropfen Flußmittel und Lotpaste stabil zu verlöten sind - einfach Lötkolben drangehalten und "flutsch", fertig.

Mit meinen IR-Laserdioden kann ich bis 360Watt "Hitze" auf einen 0.2mm-Spot leuchten lassen - das reicht auich schon, um bis 2mm Stahl "durchzubrennen" ... ein kurzer "Puls" mit passendem Flußmittel/Lotpaste (/Hartlotpaste) wäre also mehr als ausreichend ...

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Tag, ne eher unkonventionelle Möglichkeit, wäre das Anschweißen eines spitzen Alu M6 er Gewindes, über den Kurzschluss der Zelle. Natürlich müßte man diese vorher laden, und die Schweißzeit mit einem 200 A DC SSR Relay auf 2 SEKUNDEN begrenzen. Die Schweißstelle muß natürlich sehr sauber sein und der Alu Bolzen bräuchte auch ne Halterung mit einem bestimmten Anpressdruck. Viele herzliche Grüße von axonf.

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Abend, natürlich könnte man das ganze erst mal testen, an einem sauberen - Oxidschicht entfernen Probeblech. Den Alu- Gewindebolzen würde ich an einen Pneumatikzylinder mit einem Fein - Druckminderer, plus Stromanschuß - Gewindebuchse geteilt montieren. Als Stromquelle würde ich einen MOT mit ner Sekundärspannung von 3 V verwenden. Hat man einen Superkondensator- Bank zur , könnte man das Ganze auch über die gespeicherte Energie steuern, ansonsten würde ich nen prellfreien Mikrotaster + Monoflop + 200 A SSR Relay + 100 A Shunt verwenden. Um noch ein paar Milliohm an Widerstand zu erreichen, könnte man alles mit 2,5 mm2 verkabeln. Als Schutzgas könnte man auch Ballongas verwenden. Viele herzliche Grüße von axon-F.