WIG Schweißen von Prisma-Akkuzellen

1. offizieller Beitrag

    Servus,

    ich frage mal in die Runde, da hier einiges an Expertise versammelt ist:

    Wie kann ich am besten Verbinder an eine Prismazellen bringen?

    Hatte mir dafür eigentlich sogar ein Rehm Tiger Ultra zugelegt, da ich mir erhoffte, mit der Punktschweißfunktion die dünnen Bleche ohne großen Hitzeeintrag schweißen zu können. Leider funktioniert das Punktschweißen mit Alu nicht (extreme Heißrissbildung, Material verschmilzt nicht miteinander).


    Die Zellen sehen so aus:

    95Ah.jpg

    Wobei die Pads oben schon aus Alu sind, man also nicht wie bei Pouch-Zellen Alu mit Kupfer verbinden muss.

    Am Schluss soll das so aussehen

    WhatsApp Image 2021-02-07 at 16.34.49.jpg

    Hier ists aber Lasergeschweißt. Die Kosten hierfür sind aber bei meinen kleinen Stückzahlen ziemlich hoch. Da ich selten zwei mal das gleiche Akkumodul baue, sind die Einrichtungskosten beim Lohnfertiger zu hoch um noch ökomisch zu bleiben.

    Hättet ihr eine Idee wie man das ganze also sinnvoll und prozesssicher verbinden kann?

    Gruß,
    Patrick

    Ich werde weder ein Sicherheitsrisiko produzieren, noch Pfusch.
    Daher warte ich hier noch ein paar Antworten ab, wenns nix gutes gibt um das ganze ohne Laser zu schweißen, werde ich es damit machen müssen und mit den erhöhten Kosten und Aufwand leben.

    Gruß,
    Patrick

    Es hat seinen Sinn warum sowas mit eben Laser bzw.plasma oder anderen Verfahren gemacht wird , den genau wig ist das Verfahren mit der ineffizienten Wärme Einbringung ( wird zuviel Wärme reingebracht bevor überhaupt was passiert),

    Hol dir Zellen mit Gewinde ,

    Tipischer UR-BAYER seit 1974

    Es givt keine (guten) Zellen mit Gewinde. Bei Pouch ja schon prinzipbedingt nicht. Hatte auch nach Alternativen Methoden der Verbindungsherstellung gefragt. Also Punktschweißen oder Bolzenschweißen, halt Alternativen zum Laser.

    Zitat von JackLee

    Wie kann ich am besten Verbinder an eine Prismazellen bringen?

    Hatte mir dafür eigentlich sogar ein Rehm Tiger Ultra zugelegt, da ich mir erhoffte, mit der Punktschweißfunktion die dünnen Bleche ohne großen Hitzeeintrag schweißen zu können. Leider funktioniert das Punktschweißen mit Alu nicht (extreme Heißrissbildung, Material verschmilzt nicht miteinander)

    patrick, wie hast du‘s konkret gemacht? stromstärke, pulszeit, kontaktpunkte, oberflächenbehandlung…?

    Am liebsten würde ich die Verbinder direkt auf die Anschlüsse schweißen, der Umweg über den Bolzen wäre wirklich nur für den Notfall, ebenso ein Schraubgewinde.

    Anders gefragt:
    "Spotwelding" mit Alu : Geht das?
    Ich produziere damit nix taugliches und bekomme zwei Bleche nicht aneinander geheftet damit. Eins der Bleche fließt einfach weg oder wird nicht ausreichend angeschmolzen. In Stahl geht das hingegen hervorragend.

    • Offizieller Beitrag

    Ein Foto von Audi:

    Prismazellen.png


    Vielleicht könnte man es ja verkleben,

    Zitat

    Wiki:

    Der Werkstoff Leitkleber bezeichnet einen elektrisch und/oder thermisch leitfähigen Klebstoff. Eine Hauptanwendung elektrisch leitfähiger Klebstoffe ist das Verkleben von Leiterfolien, u.A. bei der Montage von Flüssigkristallbildschirmen, oder die gleichzeitige Verklebung und Kontaktierung von Chips oder SMDs auf Leiterplatten. Thermisch leitfähige Klebstoffe werden vorwiegend für Kühlkörperverklebungen oder zur Ableitung von Wärme, etwa bei Sensoren, verwendet.

    Eine Verbindung mit einem Leitkleber ist zwar weniger leitfähig als eine Lötverbindung, ist aber elastisch und dadurch mechanisch belastbarer. Diese Elastizität erreicht man insbesondere bei den zum Verbinden von Solarzellen eingesetzten Silikonklebern. Ein enormer Vorteil von Klebstoffen ist, dass sie im Gegensatz zu Lötmaterial bleifrei und somit umweltverträglicher sind.

    Leitkleber bestehen aus dem Klebmittel (Harz) und anorganischen, elektrisch leitfähigen Füllstoffen. Deren Anteil liegt bei etwa 30 Volumenprozent. Wegen der verwendeten metallischen Füllstoffe sind die Verbindungsstellen auch thermisch gut leitfähig. Zu den gut geeigneten Füllstoffen zählen Silber (Silberleitkleber), Gold, Palladium, Nickel und Platin, problematisch oder ungeeignet sind dagegen Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Silicium und Bronze. In der Halbleitertechnik wird bevorzugt Silber eingesetzt.

    Eine eigene Klasse unter den Leitklebern bilden die anisotropen Leitkleber. Als Füllmaterial werden kugelförmige leitende Teilchen eingesetzt. Das Gesamtvolumen wird nur zu 5 % durch das leitfähige Material gebildet. Dadurch erreicht man eine lokal begrenzte elektrische Verbindung. Bei einem Auftrag als dünner Film wird die elektrische Verbindung nur vertikal (zwischen den Oberflächen), aber nicht horizontal aufgebaut, da sich die Kugeln nicht berühren. Das gestattet den großflächigen Auftrag des Klebers ohne Justage. Nachteilig ist die Begrenzung der Betriebstemperatur auf 80 Grad Celsius und eine prinzipbedingte implizierte Kurzschlusswahrscheinlichkeit.

    Schon 'ne Lösung gefunden?

    Bin neugierig.

    Ich frage mich sowieso, wie man Alu-Kontakte fügen will. Das geht vermutlich nur mit Laser-Schweißen, alles andere würde wahrscheinlich zuviel Wärme einbringen, oder?

    Ich meine... mit Alu kann man ja keine Klemmkontakte bauen wegen der Qxid-Schicht.

    Und wenn man klemmt und Chemie dazwischen schmiert, frists einem die Kontakte weg...

    Man müsste unter Luftabschluss / Schutzgas die Kontakte blank machen, dann oxidieren die für den Augenblick nicht.

    Und dann verbinden (schrauben oder klemmen) und das Ganze dann gegen Sauerstoff schützen... vielleicht mit einer Art zähem Polfett oder fieser Klebemasse...?

    Dann das Schutzgas wegnehmen und hoffen, dass keine Luft rankommt.

    Keine Ahnung, ob sowas geht...

    Bei Akkus dürfte solch ein Alu-Kontakt höchst kritisch sein. Sobald sich auch nur ein wenig Oxid bildet, bilden sich Übergangswiderstände und die Stellen werden heiss.

    So eine Bombe (Li-Zellen sind ja sehr gefährlich bei Hitze) möchte ich nicht in meiner Nähe wissen...

    Li-Zellen und Alu-Kontakte... da würde ich mich nicht drantrauen.

    Wenn da was nicht 100%ig stimmt, geht der Kram hoch.

    Gruß

    k-hm

    --

    Sherman DigiMig 200 Pulse

    Stahlwerk AC/DC Wig 200 Puls D

    Zitat von JackLee

    Anders gefragt:
    "Spotwelding" mit Alu : Geht das?
    Ich produziere damit nix taugliches und bekomme zwei Bleche nicht aneinander geheftet damit. Eins der Bleche fließt einfach weg oder wird nicht ausreichend angeschmolzen. In Stahl geht das hingegen hervorragend.

    Mich tät das auch interessieren. Nicht bei Akkus, sondern überhaupt. Ich nehme an, es geht um Punktschweißung: Übergangswiderstand, Stromfluss und Zeit bestimmen die eingebrachte Energie und die zu erwärmende Masse, Wärmeleitung und Wärmekapazität etc die Temperatur (vermutlich bei Aluoxid über 2000 C erfordlich, zumindest für Sekundenbruchteile).

    Was ist deine konkrete Vorgabe (vielleicht kleine Skizze), um das Experiment nachstellen zu können?

    Den "Mist" stellen alle her. Egal ob LG, Samsung, CATL.

    Bin mal mit einer ansässigen Firma in Kontakt getreten, die Laserschweißungen an Akkus machen. Werde da nicht drum rum kommen, aber die Kosten sind niedriger als anfangs befürchtet.
    Daher -> Akkus werde ich nun laserschweißen lassen und nicht selbst dran rum probieren...

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