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Die mit dem Elektrolyten Arguna C-100 abgeschiedenen Silberdispersionsschichten erweisen sich auch bei erhöhten Temperaturen als äußerst stabil. Sie erfüllen damit die erhöhten Anforderungen im Bezug auf Zuverlässigkeit und Langlebigkeit für Steckverbinderkontakte. Somit hat diese Beschichtung das Potential sich als neuer Standard für Hochstromanwendungen durchzusetzen.
Technische Anforderungen an Silberschichten bislang nicht erfüllt
Die Langlebigkeit bisheriger Steckverbinderkontakte zur Übertragung hoher Ladeleistungen von der Stromquelle hin zur Anwendung oder Batterie sind für Hersteller bzw. Anbieter noch nicht zufriedenstellend.
Statistisch regellose Verteilung und Einlagerung der Grafitlamellen in der elektrolytisch abgeschiedenen Silbermatrix, hier zu sehen anhand einer präparierten Schicht im Raster-Elektronen-Mikroskop. Die Silbermatrix wurde hier selektiv zurückgeätzt und die eingebauten Grafitlamellen verbleiben in ihrer Position
Ein Blick per Elemente-Scan (EDX-Röntgenspektroskopie) auf die Kontakt-Oberfläche zeigt die gleichmäßige und feine Verteilung des Grafits über die Oberfläche
Beschichtungen mit Feinsilber sind allerdings bei elektrischer und thermischer Leitfähigkeit Stand der Technik. Die Neigung zur Kaltverschweißung in Verbindung mit einer niedrigen Härte und einem hohen Reibkoeffizienten führt bei häufiger Steckung zu einem schnellen Verschleiß der Silberschichten. Um die geforderten Steckzyklen zu erreichen und zur Verschleißminimierung werden deshalb zusätzliche Kontaktbefettungen auf den Silberoberflächen eingesetzt. Durch Ansammlung von Schmutz- und Staubpartikeln können sich hier über die Zeit korrosive oder abrasive Fremdschichten ausbilden, die zu einer Temperaturüberhöhung und Reduzierung der Ladeleistung führen können. Hartsilberbeschichtungen (Silberlegierungen) weisen eine deutlich höhere Härte auf und zeigen in manchen Anwendungen eine merklich verbesserte Vibrationsfestigkeit. Zulegierte Metalle wirken sich aber nachteilig auf die elektrische Leitfähigkeit aus und der Reibkoeffizient liegt meistens nahe am Feinsilberniveau.
Hochstromanwendungen wie das High-Power-Charging (HPC) gehören zum Anwendungsspektrum
Haltbare und leistungsfähige Silberschichten für solche Hochstromanwendungen sind daher dringend erforderlich. Bei der Elektromobilität kann eine verkürzte Lebensdauer der Ladestecker nicht nur enorme Kosten durch Material-, Zeit- und Serviceaufwand verursachen – auch das Image leidet. Denn muss ein fest verbautes Fahrzeuginlet eines Elektroautos frühzeitig und aufwendig getauscht werden oder nimmt auf Seiten der Ladeinfrastruktur die Ladeleistung kontinuierlich ab, stellt das oftmals schnell die Zuverlässigkeit und Qualität des Anbieters in Frage.
Abriebfestigkeit sichert Ladeperformance
Der Silber-Grafit-Dispersionselektrolyt Arguna C-100 erreicht durch eingebettete Grafitpartikel in der Silberschicht eine beachtliche Abriebfestigkeit und damit Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Kontaktbeschichtung und des Ladesteckers. Möglich wird dies durch eine optimierte Grafitkomponente, welche eingelagert in der Silbermatrix als Festschmierstoff dient. Bei jedem Reibvorgang wird eine neue Oberfläche geschaffen und die abgeriebenen Spitzen der Grafitlamellen werden über die Reibfläche verteilt. Der gewohnte Abrieb der Silberoberfläche wird verhindert, die Kontaktwiderstände klein gehalten und damit eine kontinuierlich hohe Ladeleistung gewährleistet. Unter Laborbedingungen belegt ein End-of-life TribometerTest den niedrigen und stabilen Reibkoeffizienten des Arguna C-100Schichtsystems.
Kontaktbuchse und Kontaktstift für EV-Ladestecker, beschichtet mit dem neuen Silber-Grafit-Dispersionselektrolyt
Selbst nach über 50.000 Steckzyklen ist eine intakte Silbergrafitschicht nachweisbar – und eine Kreuzkompatibilität mit anderen Gegenkontaktwerkstoffen (z. B. Fein-, Hart- oder Dispersionssilberschichten) komplettiert die geforderte Funktionalität im Feld. Der neue Elektrolyt vereint und erweitert damit die positiven Eigenschaften von Fein- und Hartsilber. Die Feinsilbermatrix besitzt zum einen eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit, zum anderen erhöht sich durch die wartungsfreie Feststoffschmierung des Grafits gleichzeitig die Abriebbeständigkeit und reduziert so den Verschleiß auch bei einer hohen Anzahl an Steckzyklen.
Fotos: Umicore
