Nickelbänder oder womit Akkupacks verbunden werden

Vor nicht allzu langer Zeit habe ich gelesen, dass es an Tests ungewöhnlicher Produkte mangelt. Heute habe ich genau so einen Test. Wobei ich das Produkt selbst nicht als ungewöhnlich bezeichnen würde, aber solche Tests sind mir bisher nicht begegnet – deshalb habe ich beschlossen, darüber zu schreiben.
Ich bin schon oft auf die Frage gestoßen, womit Akkupacks verschweißt werden. Dass dafür spezielles Band verwendet wird, ist klar. Aber welche Arten gibt es, worin unterscheiden sie sich und welches sollte man am besten verwenden? Das möchte ich heute erklären.


Zunächst eine kurze Anmerkung zum Preis in der Überschrift. Das Band wird meistens entweder nach Gewicht oder nach Länge verkauft. In diesem Fall wurden 1-kg-Posten gekauft. So ein Posten kostet etwa 52–53 Dollar, unabhängig von Breite und Dicke. Eine Ausnahme ist das breite Band: Es kostet pro Kilogramm mehr, und auch darüber werde ich heute berichten.

Soweit ich weiß, gibt es Bänder aus verschiedenen Materialien: Nickel und vernickelter Stahl. Die zweite Variante ist aus naheliegenden Gründen etwas günstiger, hat aber auch Nachteile:
1. Der Widerstand ist etwas höher.
2. Es ist korrosionsanfälliger.

Beim Widerstand gibt es keinen großen Unterschied, aber das Material kann durchaus entscheidend sein. Bei Akkupacks für E-Scooter, Fahrräder und ähnliche Fahrzeuge – also überall dort, wo viel Band benötigt wird – sollte man die Einsatzbedingungen berücksichtigen. Nickel ist von sich aus chemisch wenig reaktiv und daher korrosionsbeständig. Stahlband wird aus demselben Grund ebenfalls vernickelt, aber die Schnittkanten und besonders die Schweißstellen bleiben. Bei einem Laptop-Akku ist das beispielsweise nicht wichtig, aber bei einem Segway wird der Akku unter feuchten Bedingungen betrieben, und früher oder später kann die Kontaktstelle einfach durchrosten.
Außerdem sollte man nicht vergessen: Nickel wird normalerweise in reiner Form verwendet, Stahl dagegen ist eine Legierung, und niemand weiß, was da alles beigemischt wurde. Ich denke, viele haben schon von geheimen Legierungsrezepten wie „Alufolie mit Pappe“ gehört :)



Versand und Verpackung: volle Punktzahl. Der Verkäufer hat nicht nur alles ziemlich ordentlich verpackt, sondern auch noch mit DHL verschickt. Bestellt wurde in zwei Etappen, jeweils 2 kg pro Paket. Einziger kleiner Kritikpunkt: Der Versand erfolgte nicht besonders schnell. Trotzdem kam alles nach recht kurzer Zeit an.
Ich denke, der Verkäufer sammelt einfach Bestellungen für Band in verschiedenen Breiten, gibt dann einen größeren Auftrag zum Zuschneiden auf und verschickt die Ware an die Käufer.

Das Band war fest in Polyethylen eingewickelt, dann mehrmals mit Luftpolsterfolie umwickelt und fest in einen Karton gepackt.


Das Band ist in mehreren Dicken und Breiten erhältlich:
0.1x5mm
0.1x6mm
0.1x8mm
0.1x10mm
0.15x5mm
0.15x6mm
0.15x8mm
0.15x10mm
0.2x5mm
0.2x6mm
0.2x8mm
0.2x10mm
0.15kh7kh27mm

Die Varianten, die ich heute teste, habe ich oben hervorgehoben.

Als Material wird Nickel mit einer Reinheit von 99.96% angegeben. Das werde ich später noch überprüfen. Zunächst aber ein paar allgemeine Informationen zum Produkt.
Wie bereits geschrieben, gab es zwei Bestellungen: Die erste ging an mich, die zweite an einen Bekannten. Ich selbst brauchte das Band eigentlich nicht. Die Bestellung wurde zum Teil wegen des Preises aufgeteilt, zum Teil aber auch, weil ich nach Erhalt zunächst die Qualität geprüft und erst danach die zweite Charge bestellt habe.

Ich fange mit dem Band 0.2x8mm und 0.15kh7kh27mm an.


Jede Rolle ist auf einen Kunststoffeinsatz gewickelt. Die Rollen haben einen Durchmesser von 165mm bei der schmalen und 137mm bei der breiten Variante.


Das Band ist sehr fest aufgewickelt. Zusätzlich zur gemeinsamen Verpackung wurde jede Rolle noch einzeln eingewickelt.


Das Gewicht ist meiner Meinung nach korrekt: Jede Rolle wiegt etwas mehr als ein Kilogramm. Es wird also das Gewicht des Materials angegeben, nicht das Gesamtgewicht der Rolle.


Band 0.2kh8. Breite und Dicke entsprechen den Angaben, wenn man die Messabweichung des Messschiebers berücksichtigt.


Das zweite Band ist deutlich interessanter: Äußerlich erinnert es an Fotofilm.


Dieses Band ist dafür gedacht, größere Akkupacks einfacher miteinander zu verbinden – besonders interessant für Elektrofahrzeuge. So lassen sich beispielsweise vier Akkuzellen mit einem einzigen Stück verschweißen, was einfacher und zuverlässiger ist. Leider wird dieser Vorteil dadurch erkauft, dass das Band selbst fast eineinhalbmal so viel kostet.


Die gemessenen Abmessungen des Bandes.


Die Dicke habe ich mit dem schmalen Teil der Messschenkel des Messschiebers gemessen.


Zeichnung des Verkäufers. Bei mir kamen etwas andere Maße heraus, besonders bei der Breite des inneren Querstreifens. Laut Rechnung sollten es 6mm sein (20.2-14.2=6), bei mir waren es aus irgendeinem Grund 7.22.


Kommen wir zu den Tests.
Zuerst habe ich versucht, das Band zu löten. Das Ergebnis ist schlicht hervorragend. Ich habe nur mit dem Flussmittel im Lot gelötet. Die Lötstelle sieht schön aus, und das Löten geht sehr leicht: einfach das Lot ansetzen, mit dem Lötkolben berühren und schon sieht es aus wie auf dem Foto.


Mit dem Löten allein lässt sich allerdings nichts überprüfen. Mit Nickel beschichteter Stahl lässt sich wahrscheinlich genauso gut löten.

Leider bin ich kein Chemiker, der nach dem Einsatz von Chemikalien schon nach ein oder zwei Minuten genau sagen könnte, worum es sich handelt. Deshalb muss ich es auf ein paar andere Arten überprüfen.

Methode 1.
Zuerst schneiden wir von jedem Band ein etwa 110–120 cm langes Stück ab.


Dann markieren wir auf jedem Stück mit einem Marker eine Länge von einem Meter, sodass an beiden Enden ungefähr gleich lange „Schwänzchen“ übrig bleiben.


An die Enden des Bands schließen wir ein regelbares Netzteil an. Man kann natürlich auch einfach eine Last über das Band anschließen. Dann muss man allerdings wissen, welcher Strom im Stromkreis fließt, und braucht wahrscheinlich noch ein Amperemeter. Mit einem regelbaren Netzteil ist es einfach bequemer.
Die Messspitzen des Multimeters schließen wir an die zuvor markierten Stellen an und lassen Strom fließen.

Zuerst habe ich bei 1 A gemessen, danach bei 5 A. Dabei habe ich einen gewissen Spannungsabfall am Band gemessen, in diesem Fall 54,95 mV bei 1 A. Bei 5 A beginnt sich das Band zu erwärmen und die Spannung steigt. Generell gilt: Je niedriger der Strom, desto besser. Dann braucht man allerdings ein Voltmeter, das sehr kleine Spannungen messen kann, oder ein längeres Band.
Der Widerstand eines ein Meter langen Bandstücks beträgt also fast 55 mΩ. Wenn ihr einen anderen Strom verwendet, teilt einfach die gemessene Spannung durch den Strom. Beispiel: Ihr messt 123 mV bei 0,45 A; 0,123/0,45 = 0,273 Ω oder 273 mΩ.

Den Widerstand des zweiten Stücks habe ich genauso gemessen, allerdings mit etwas anderen Zielen. Bei mir kamen 40,9 mΩ heraus.


Zur Gegenprobe schließe ich noch das Messgerät an, über das ich vor nicht allzu langer Zeit berichtet habe. Wir erhalten praktisch dieselben Werte, wenn man die Messfehler sowohl des ersten Tests als auch des Messgeräts berücksichtigt: 53,7 und 40,4 mΩ.


Jetzt rechnen wir den gemessenen Widerstand auf einen Querschnitt von 1 mm² um. Das schmale Band war 0,2 mm dick und 8 mm breit, also 1,6 mm² (0,2 × 8 = 1,6). Die 54–55 mΩ multiplizieren wir mit 1,6 und erhalten 86,4–88 mΩ.
Ein Blick in die Tabelle zeigt: Nickel hat bei einem Querschnitt von 1 mm² einen Widerstand von 87 mΩ pro Meter. Das passt zu den oben gezeigten Messwerten.
Übrigens, zum Stahl, von dem ich oben gesprochen habe: In der Tabelle ist dafür ein Widerstandsbereich angegeben, weil es sich um eine Legierung handelt und der Widerstand davon abhängt, was genau darin zusammengemischt wurde.

Nebenbei habe ich oben auch den Widerstand des breiten Bands gemessen, allerdings aus einem etwas anderen Grund: Ich wollte einfach seinen Querschnitt ermitteln, denn mathematisch lässt sich der nicht besonders bequem berechnen.
Der Widerstand von Nickel beträgt 87 mΩ. Das Band hat bei den gemessenen 40,4 mΩ also einen Querschnitt von etwa 2,17 mm².


Methode 2.
Man kann das Material auch anhand seiner Dichte überprüfen.
Dazu habe ich von den zuvor untersuchten Bändern jeweils ein genau 1 m langes Stück abgeschnitten. Zum Glück waren die Markierungen, die ich vor der Widerstandsmessung angebracht hatte, noch da.
Dann habe ich die Stücke einfach auf meiner Waage gewogen. Die Waage ist natürlich nicht perfekt, für solche Messungen aber genau genug.


Als Nächstes berechnen wir das Volumen des gewogenen Streifens. Zuerst rechnen wir das Band auf eine Breite von 10 mm um: 100 cm multiplizieren wir mit der Breite von 0,79 cm und erhalten 79 cm bei einer Bandbreite von 10 mm.
Das Band ist 0,2 mm dick. Multipliziert mit 79 ergibt das 1,58 cm oder 15,8 mm. So dick wäre das Band, wenn wir es in 10 mm breite und 10 mm lange Streifen schneiden und diese zusammenlegen würden.
Jetzt müssen wir also das Gewicht von 1 m Band durch 1,58 teilen und erhalten die auf 1 cm³ umgerechnete Dichte.
13,93/1,58 = 8,816

Laut den Informationen, die ich im Internet gefunden habe, beträgt die Dichte von Nickel 8,907. Bei mir kamen 8,816 heraus, also etwas weniger. Hier spielen allerdings Messfehler eine große Rolle, insbesondere bei der Banddicke. In jedem Fall ist der Wert deutlich höher als die Dichte von Stahl, die zwischen 7,7 und 7,9 g/cm³ liegt.


Es gibt noch eine dritte, relativ einfache Prüfmethode, die ich aber nicht ausprobiert habe. Nickel ist magnetisch, sein Curiepunkt liegt jedoch bei 358 Grad, bei Stahl dagegen bei über 800 Grad. Erhitzt man einen Nickelstreifen also auf über 358 Grad, verliert er seine magnetischen Eigenschaften.


Damit wollte ich meine Experimente beenden, aber mein Bekannter ging noch einen Schritt weiter. Ihn interessierte, wie viel reines Metall er tatsächlich bekommen hatte. Ich wollte nicht versuchen, den Kunststoffkern herauszunehmen, aber aus sportlichem Ehrgeiz hat er es doch gewagt.
Am Ende wog der Kern etwa 65 g. Die Spule wog insgesamt 1053 g, das Nettogewicht beträgt also 988 g. Weniger als angegeben, aber meiner Meinung nach nicht kritisch.


Nun ist auch das zweite bestellte Spulenpaar angekommen. Der Versand erfolgte ebenfalls per DHL Express, was bei einem Gewicht von 2 kg, soweit ich weiß, nicht gerade günstig ist.
Bestellt hatte ich Band mit den Maßen 0,1x5mm und 0,15x6mm. Die Rollen mit dem Band wogen 1070 bzw. 1005 Gramm. Bei der ersten gab es eine kleine Übermenge, bei der zweiten fehlte etwas – im Schnitt also etwa 1 kg pro Rolle.
Damit ich das alles nicht nach Hause schleppen und die Messungen nicht noch einmal durchführen musste, bat ich einfach darum, mir ein paar Stücke von je 120 cm abzuschneiden.


Danach folgte dieselbe Testreihe mit Widerstandsmessungen. Mir ist aufgefallen, dass der Widerstand des 0,1x5mm-Bands bei einem Strom von 5 A stark ansteigt. Kein Wunder: Bei 5 A werden darin etwa 4 W umgesetzt. Obwohl sich das Band nicht warm anfühlt, steigt sein Widerstand.


Der berechnete Querschnitt des ersten Bands beträgt 0,5 mm², der des zweiten 0,9 mm². Der gemessene Widerstand liegt beim ersten bei 153x0,5=77 mΩ, beim zweiten bei 76,3x0,9=68,7 mΩ statt der erwarteten 87 mΩ. Irgendetwas stimmt da nicht.


Wir wiegen nach. Schon eine grobe Überschlagsrechnung zeigt, dass hier etwas nicht ganz stimmen kann. Der Querschnitt der Bänder beträgt 0,5 bzw. 0,9 mm², aber das Gewicht unterscheidet sich aus irgendeinem Grund um das Doppelte.


Wir messen nach und stellen fest: Das erste Band hat die richtigen Maße, das zweite ist statt 6 mm ganze 7 mm breit. Der Verkäufer hat diese Breite gar nicht im Sortiment – auf 6 mm folgt direkt 8 mm.
Ehrlich gesagt habe ich die ganze Zeit darauf gewartet, wo der Haken ist. Es kann ja nicht alles so gut laufen, dass sowohl der Preis passt als auch der Versand per DHL und das Material wie angegeben ist. Am Ende stellte sich heraus, dass bei einem der Bänder die Maße nicht stimmten. Das ist kein großes Problem, aber auf die Bandlänge umgerechnet fehlen etwa 15 %.

Und was sagen die Berechnungen? Die Dichte stimmt ungefähr, aber der Widerstand ist bei mir aus irgendeinem Grund sogar niedriger als angegeben: 76 mΩ beim ersten Band (0,1x5) und 73 mΩ beim zweiten (0,15x7). In diesem Fall vermute ich Messfehler, denn das Band ist sehr dünn und natürliche Abweichungen sind möglich. Schon ein Messfehler von 0,01 mm bei einer Dickenmessung von 0,1 mm ergibt eine Abweichung von 10 % – ziemlich viel.

Dass es sich nicht um vernickelten Stahl handelt, kann ich aber mit Sicherheit sagen: Die Dichte ist höher als bei Stahl, der Widerstand niedriger und das Band federt nicht zurück.



Der zweite Teil der Experimente fand bei einem Freund statt. Dort wollten wir ausprobieren, die Streifen an Akkus anzuschweißen.
Für den Versuch nahmen wir fünf Streifen: vier aus dem Testbericht und zusätzlich einen sehr schmalen mit 0,1x4mm.


Außerdem kamen einige Akkus zum Einsatz, teils neu, teils gebraucht. An die kleinen Akkus schweißten wir entsprechend 0,1 mm dicke Streifen, an 18650-Akkus 0,15 und 0,2 mm dicke.


Schon bei den Vorbereitungen zeigte mir mein Freund einen kleinen „Trick“, an den ich selbst gar nicht gedacht hatte. Das breite Band ist nicht nur dafür gedacht, mehrere Akkus auf einmal zu verschweißen, sondern seine Abmessungen sind auch so gewählt, dass es in die Akkuhalter passt, über die ich bereits berichtet habe. So liegt das Band genau in den dafür vorgesehenen Nuten.


Geschweißt wurde mit einem Gerät mit Controller von Yurok, dessen Aufbau ich mit unterstützt hatte. Für jedes Band kamen eigene Einstellungen zum Einsatz, abhängig von der Banddicke, dem Akkutyp und dem Material der Kontakte.
Das 0,1 mm dicke und 4 mm breite Band ließ sich anschließend kaum noch abreißen.


Beim ebenfalls bei AliExpress gekauften 0,1x5mm-Band sah es genauso aus.


Bei den größeren Akkus und den dickeren Bändern war das Ergebnis etwas schlechter: Das Band ließ sich am Stück abreißen. Mein Freund erklärte mir aber, woran das lag. Für eine saubere Schweißung braucht man nicht nur ein Gerät, das sich bequem bedienen lässt, sondern auch einen guten Anpressdruck. Da das Gerät einfach auf dem Tisch stand und ich nebenbei ein Video aufnahm, wurde das Ergebnis etwas schlechter als geplant.
Insgesamt hat es aber geklappt. Auf dem Foto ist zum Beispiel ein 6P1S-Pack zu sehen.



Zuerst dachte ich, man müsse so schweißen, wie links gezeigt. Mein Freund meinte aber, dass das Ergebnis besser wird, wenn man die Kontakte so anordnet, dass der Strom entlang der rechts gezeigten Linie fließt.


Videos der Tests. Nacheinander wurden die Bänder in dieser Reihenfolge verschweißt: 0,1x4, 0,1x5, 0,15x6(7), 0,12x8 und 0,15x27. Im Video sieht man immer wieder deutlich, wie sich das Schweißgerät während des Schweißens anhebt. Genau das hatte ich oben erwähnt: Unter diesen Bedingungen war das Schweißen äußerst unbequem, was sich auch etwas auf das Ergebnis ausgewirkt hat.


Bei der Gelegenheit beschloss ich, ein Gruppenfoto der Hilfsmittel zu machen, die bei der Arbeit zum Einsatz kommen. Jeder Halter ist für bestimmte Akkupacks, Elektrowerkzeuge, Funkgeräte und sogar Elektrorasierer ausgelegt. Oben ist einfach eine Schraubzwinge für Arbeiten an langen Akkupacks zu sehen. Außerdem unterscheiden sich äußerlich identische Halter auch im Innendurchmesser, denn die Akkus müssen mit leichtem Druck hineingeschoben werden und manchmal auch eine bestimmte Position zueinander haben.


Das war's wohl. Ich kann sagen, dass das Produkt im Großen und Ganzen der Beschreibung entspricht, schnell geliefert wurde und ordentlich verpackt war. Der Preis ist eindeutig niedriger als beim Kauf nach Meterware. Nur ein kleiner Wermutstropfen trübt den Gesamteindruck: Bei einem der Bänder stimmte die Breite nicht, statt 6 mm waren es 7 :(

Die Bänder aus dem Testbericht – Link
Breites Band, 0,5 kg – Link
Breites Band, 1 m – Link
Normales Band, stückweise – Link
Einzelne Nickel-Fahnen – Link
Doppelte Nickel-Fahnen – Link


Wie immer freue ich mich über Fragen. Was ich weiß, beantworte ich selbst; was ich nicht weiß, frage ich einen Kollegen.