[發(fā)明專利]電化學(xué)裝置和用于組裝電化學(xué)裝置的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049682.9
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104685660A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·S·尼爾森
• 申請（專利權(quán)）人: 美敦力公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/04;H01M10/04;H01M2/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及電化學(xué)裝置和用于組裝這樣的電化學(xué)裝置的方法，并且特別地涉及具有多部件外殼的電化學(xué)裝置和，該外殼具有閉合件。

背景技術(shù)

諸如電池、電容器等的電化學(xué)模塊在本領(lǐng)域中是公知的。常規(guī)地，這樣的電化學(xué)模塊收容在封罩中。這樣的封罩常常用來使電化學(xué)模塊與周圍的環(huán)境基本上隔離，以便既保持電化學(xué)模塊的完整性又防止電化學(xué)模塊的材料與環(huán)境材料相互作用。

包含在封罩內(nèi)的一種類型的電化學(xué)模塊是所謂的紐扣電池。紐扣電池常規(guī)地包括金屬外殼區(qū)段，該外殼區(qū)段接觸包含在其內(nèi)的電池。作為接觸的結(jié)果，每個(gè)外殼區(qū)段用作電池的電觸點(diǎn)，其中，一個(gè)外殼區(qū)段用作陽極觸點(diǎn)，而另一個(gè)外殼區(qū)段用作陰極觸點(diǎn)。紐扣電池的使用者可將電池插入電路中，使得電路的正極和負(fù)極端子接觸恰當(dāng)?shù)耐鈿^(qū)段。因此，采用金屬外殼提供針對環(huán)境條件的保護(hù)和方便的電觸點(diǎn)。

紐扣電池和按照類似的方式構(gòu)造的其它電池可進(jìn)一步利用金屬外殼來在外殼區(qū)段之間形成相對緊的摩擦接觸。外殼區(qū)段可相對于彼此定位并且然后被撞擊以在兩個(gè)外殼區(qū)段之間形成摩擦配合。這樣的摩擦配合已經(jīng)傳統(tǒng)地提供針對環(huán)境相互作用的有效密封。由于這樣的金屬外殼的一般有效性，通常不使用非金屬外殼。

但是紐扣電池和類似的電池具有某些缺陷。特別地，因?yàn)閷⑼鈿^(qū)段撞擊在一起的過程依賴在內(nèi)部外殼區(qū)段和外部外殼區(qū)段之間的徑向力，根據(jù)定義，紐扣電池為基本上圓形的，以便提供用于摩擦配合的徑向力。因此，紐扣電池不是能容易地調(diào)適形狀的。此外，金屬外殼可能易受電磁環(huán)境的影響。特別地，諸如在核磁共振成像或MRI系統(tǒng)中可見的磁場的強(qiáng)磁場可能干擾紐扣電池或受到來自紐扣電池的干擾。因此，醫(yī)療裝置應(yīng)用和特別地可植入醫(yī)療裝置應(yīng)用可能不能夠便利地利用紐扣電池。

發(fā)明內(nèi)容

歷史上，已通過將外殼區(qū)段焊接在一起而部分地解決這些挑戰(zhàn)。特別地，已通過將外殼區(qū)段激光焊接在一起而形成用于電化學(xué)模塊的非圓形封罩。通過這樣做，對用來將外殼區(qū)段保持在一起的徑向力的需求減少或完全消除。然而，焊接實(shí)施例可能仍然易受電磁環(huán)境的影響，并且制造成本是相對高的。

已經(jīng)開發(fā)出一種利用由絕緣材料制成的外殼的用于電化學(xué)模塊的封罩。諸如聚合物的材料可形成為外殼區(qū)段。外殼區(qū)段可以利用壓接環(huán)相對于彼此接合和固定。這與金屬外殼區(qū)段形成對比，金屬外殼區(qū)段可以通過徑向壓接或焊接固定，如上所述。索環(huán)可以有助于密封封罩。雖然壓接環(huán)特別地可能是金屬的，但壓接環(huán)可能往往比外殼區(qū)段小得多。因此，封罩整體上可能不太易受電磁環(huán)境的影響或者不太可能破壞電磁環(huán)境。

不考慮外殼區(qū)段如何固定在一起的具體細(xì)節(jié)，對于利用非磁性外殼材料的實(shí)用性的某些過去的調(diào)查研究已經(jīng)推斷出這樣做是不可行的。在過去，這樣的材料(特別是具有不均勻的形狀的那些)的制造和模制可能在材料中產(chǎn)生薄弱點(diǎn)，這可能不適合基本上密封的電化學(xué)模塊封罩。對新材料的最近的評估已驚人地得出結(jié)果，該結(jié)果表明現(xiàn)代的聚合物可能適合具有不均勻的形狀的電化學(xué)封罩應(yīng)用。

在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)裝置包括電化學(xué)模塊和構(gòu)造成包封電化學(xué)模塊的封罩。該封罩包括形成第一邊沿的第一外殼部分和形成第二邊沿的第二外殼部分，當(dāng)?shù)谝贿呇鼗旧相徑拥诙呇貢r(shí)，第一外殼部分和第二外殼部分至少部分地形成構(gòu)造成包封電化學(xué)裝置的空間。第一外殼部分和第二外殼部分中的至少一個(gè)由絕緣材料形成。封罩還包括：接合第一邊沿和第二邊沿的壓接環(huán)，該壓接環(huán)被構(gòu)造成將第一外殼部分相對于第二外殼部分固定；以及定位在第一邊沿和第二邊沿之間且接觸第一邊沿和第二邊沿的索環(huán)。封罩為基本上密封的。

在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)裝置還包括在第一外殼部分中的第一饋通和在第二外殼部分中的第二饋通，第一饋通和第二饋通被構(gòu)造成分別在第一和第二位置處接觸電化學(xué)電池并提供到電化學(xué)電池的電連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一饋通和第二饋通分別與第一外殼部分和第二外殼部分共同模制。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分是不規(guī)則形狀的。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分各自具有主表面，該主表面具有邊緣，其中該邊緣包括至少一個(gè)線性部分。

在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣還包括至少一個(gè)非線性部分。

在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣材料為聚合物。

在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣材料具有至少大約18.9千伏/毫米的擊穿電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)為金屬的。

在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)包括多個(gè)非連續(xù)區(qū)段。