Lithiumbatterie-Eigenbau: Werkzeug

Ein kurzer Überblick über das, was notwendig und hilfreich ist beim Eigenbau von Lithiumbatterien. Viele Werkzeuge gibt es in billig, teuer oder dazwischen. Ich habe mit der "Dazwischen"-Kategorie die schlechtesten Erfahrungen gemacht, obwohl ich eigentlich ein Freund von Kompromissen bin. Daher habe ich häufig benutzte Werkzeuge in teuer, und das selten benutzte oft in billig.

Diese Seite kann ausserdem nur einen Anhaltspunkt geben, da es bei Werkzeug nicht nur auf die Technik ankommt: ich halte es für wesentlich, dass man gerne damit arbeitet, und da gibt es sicher individuelle Unterschiede. Das Ergebnis wird aber leiden, wenn man ungeliebtes Werkzeug nur mit spitzen Fingern anfasst.

Multimeter

Das wichtigste ist ein Multimeter, vor allem zur Spannungsmessung. Gibt es in vielen Ausführungen und Preisklassen, auf die es hier aber nicht so ankommt: das Billiggerät für zwei Euro ganz rechts geht genauso. Gelegentliches Überprüfen ist nicht verkehrt, denn leider haben alle Geräte das Potential, in guter Auflösung und mit grosser Überzeugungskraft irgendeinen Blödsinn anzuzeigen.

Zum Messen des Stroms müssen diese Multimeter in den Stromkreis eingebunden werden. Zangenmultimeter werden einfach um ein stromdurchflossenes Kabel geklemmt. Wenn man öfter Ströme misst, eine feine Sache.

Netzgerät / Ladegerät / Stromversorgung

Das zweitwichtigste ist eine solide Stromversorgung. Man tut sich einen Gefallen, wenn man ein Labornetzteil anschafft, bei dem man den maximalen Strom und die maximale Spannung einstellen kann. Das gibt es mit Drehreglern (grob/fein) oder wie hier mit Drucktasten, bei dem man sich häufige Kombinationen abspeichern kann. Der Preis steigt mit der Leistung - man kann hier sparen und das 5 A-Gerät statt des 10 A-Gerätes kaufen, ist nicht schlechter, dauert nur ggfs. länger. Ordentliche Kabel und Krokoklemmen sind allerdings ein Muss.

Prüfung von Zellen und Batterien

Drei Parameter können bei Zellen gemessen werden: Innenwiderstand, Kapazität und Selbstentladung. Der Innenwiderstand ist mit einem speziellen Messgerät einfach und schnell zu messen, er gibt Aufschluss über den Verschleisszustand. Die Kapazitätsmessung erfolgt über Vollladung und gezieltes Entladen über einen Leistungswiderstand. Beim Aufladen leerer Zellen kann man eine grobe Abschätzung treffen, indem man den Strom mit der Ladezeit multipliziert. Die Selbstentladung kann man nur bestimmen, indem man vollgeladene Zellen längere Zeit stehen lässt und dann prüft. Meistens werden Zellen vor dem Eigenbau nicht gross gemessen, aber man sollte diese Möglichkeiten im Auge behalten, wenn eine Batterie sich merkwürdig verhält. 

Fertige (oder halbfertige) Batterien sollten unbedingt unter Last getestet werden. Das geht einfach mit einem leistungsstarken Wechselrichter, den aber nicht jeder rumliegen hat. Alternativ gehen Leistungswiderstände, am besten selbstgebaut: der Widerstandsdraht im Beispiel hat 5 Ohm pro Meter. Zehn Zentimeter haben damit 0,5 Ohm, fünf davon parallel ergeben 0,1 Ohm. Das entspricht etwa 100 Ampere. Wenn man den Widerstand in einen Wassereimer hängt, angeschlossen über Starthilfekabel, wird das Kilowatt Abwärme auch gut weggekühlt. 

Ziel der Prüfung ist, dass sich ausser dem Wasser im Eimer nichts gross erwärmt. Man kann das mit einem berührungslosen Thermometer prüfen, noch komfortabler allerdings mit einer Wärmebildkamera.

Balancer

Zum schnellen Initialisieren ist ein leistungsfähiger aktiver Matrixbalancer hilfreich, der zwischen beliebigen Zellen ausgleichen kann - die einfache Version balanciert nur zwischen benachbarten Zellen. Daher habe ich so einen mit Krokoklemmen. Auch hier gilt: erst das Kabel anschliessen, dann den Balancer (= alle Zellen gleichzeitig). Das Ding funktioniert auf der Basis von Spannungsunterschieden.

Abisolieren und Crimpen

Die Hightech-Abisolierzange rechts nehme ich gar nicht so gern: meistens nehme ich die Billig-Automatikzange links für dünne Kabel und das gelbe Klappteil mit eingearbeiteten Klingen für dicke. Eine Frage der Arbeitsweise, aber mit Cuttermessern oder Seitenschneidern sollte man möglichst nicht rummachen.

Beim Crimpen ist es komplizierter. Das gelbe Ding links habe ich nur zur Abschreckung abgebildet. Ich weiss nicht, wofür das gut ist, vielleicht kann man damit etwas Heisses greifen. Brauchbare mechanische Crimpzangen erkennt man an mechanischer Solidität und an Sperren, die erst bei geschlossener Zange wieder öffnen. Damit kann man schon was anfangen, wenn man crimpen möchte. Noch besser ist Profiwerkzeug, gern auch in hydraulisch - aber nur, wenn man dann auch exakte Kabelquerschnitte und passende Kabelschuhe verwendet. Die Alternative ist Löten, und vor allem bei dünnen Kabeln ist das häufig der bessere Weg. Man kann auch löten und crimpen.

Sonstiges

Einen Lötkolben werden die meisten schon besitzen. Wenn nicht: es gibt inzwischen für schmales Geld leistungsstarke Geräte, die eine elektronische Temperaturregelung besitzen. Die sind damit sowohl für Feines als auch für Grobes geeignet.

Eine ordentliche Blechschere ist gut für Bleche, um z.B. aus Kupfer Verbinder zu schneiden. Aber auch die Kunststoffplatten für Gehäuse lassen sich einfach und schnell zurechtschneiden. Beim Kauf auf ordentliche Kröpfung achten, sodass das geschnittene Blech oben und unten vorbeigeführt wird, und lange gerade Schnitte möglich sind.

Und noch ein Tipp zum Abschluss: ab Mitte vierzig lässt der Autofokus im Auge nach. Die günstigen Lesebrillen aus der Drogerie, +1 oder +2 Dioptrien, sind dann bei fummeligen Arbeiten eine echte Hilfe.

Titelbild: Istrien