[發(fā)明專利]具有聚合物電解質(zhì)的生物醫(yī)療通電元件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611051955.5
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN106972198A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.E.J.穆圖;R.B.普格;A.托納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 莊臣及莊臣視力保護(hù)公司
• 主分類號(hào): H01M10/058
• 分類號(hào): H01M10/058;H01M10/0565;H01M4/50;H01M4/42;H01M4/64
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 彭昶,黃希貴

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)為2015年8月17日提交的美國專利申請(qǐng)14/827,589的部分繼續(xù)申請(qǐng)，所述美國專利申請(qǐng)要求2014年8月21日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)62/040178的權(quán)益。

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明描述了用于提高電池的性能和生物相容性方面的設(shè)計(jì)和方法。在一些示例中，以固體聚合物形式提供電解質(zhì)。

2.相關(guān)領(lǐng)域描述

近來，醫(yī)療裝置的數(shù)量開始快速增長(zhǎng)并且其功能不斷完善。這些醫(yī)療裝置可包括例如植入式起搏器、用于監(jiān)測(cè)和/或測(cè)試生物功能的電子藥丸、具有有源部件的外科裝置、接觸鏡片、輸注泵和神經(jīng)刺激器。前述許多醫(yī)療裝置的功能增加和性能增強(qiáng)已經(jīng)理論化并得以發(fā)展。然而，為了實(shí)現(xiàn)在理論上所說的增加的功能，這些裝置中的許多現(xiàn)在都需要自備式通電機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)與這些裝置的尺寸和形狀要求以及新的通電組件的能量要求相容。

一些醫(yī)療裝置可包括諸如半導(dǎo)體器件的電子部件，這些部件執(zhí)行多種功能并且可以結(jié)合到許多生物相容性和/或植入式裝置中。然而，此類半導(dǎo)體部件需要能量，因此，通電元件也應(yīng)該優(yōu)選地被包括在此類生物相容性裝置中。生物相容性裝置的形貌和相對(duì)較小的尺寸可為各種功能的限定產(chǎn)生挑戰(zhàn)性的環(huán)境。在許多示例中，可能重要的是，提供安全、可靠、緊湊和高性價(jià)比的機(jī)構(gòu)為生物相容性裝置內(nèi)的半導(dǎo)體組件供電。因此，需要形成用于植入生物相容性裝置內(nèi)或之上的生物相容性通電元件，在生物相容性裝置中的這些毫米或更小尺寸的通電元件結(jié)構(gòu)在保持生物相容性的同時(shí)也提供了通電元件的增強(qiáng)的功能。

用于為裝置供電的一種此類通電元件可能是電池。當(dāng)在生物醫(yī)療型應(yīng)用中使用電池時(shí)，可能重要的是，電池的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)能夠固有地抵御材料入侵和散出。聚合物電解質(zhì)電池設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)此類抵御。因此，存在對(duì)用于作為生物相容性通電元件的生物相容性聚合物電解質(zhì)的新型示例的需要。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明公開了用于在生物相容性通電元件中使用的聚合物電解質(zhì)電池設(shè)計(jì)及相關(guān)策略和設(shè)計(jì)。

一個(gè)一般的方面包括生物醫(yī)療裝置，該生物醫(yī)療裝置包括電活性部件和電池。電池可包括聚合物電解質(zhì)，其中聚合物電解質(zhì)包含離子物類。電池還包括二氧化錳陰極。生物醫(yī)療裝置還包括第一封裝層，其中第一封裝層封裝至少電活性部件和電池。

具體實(shí)施可包括以下特征中的一者或多者。在所述生物醫(yī)療裝置中，電池還包括：陽極集流體；陰極集流體；和陽極；其中陽極包含鋅，并且其中陽極和陽極集流體是單層。生物醫(yī)療裝置還包括聚合物電解質(zhì)，其中電解質(zhì)包含聚(偏二氟乙烯)。在一些示例中，聚合物電解質(zhì)包含鋅離子。在一些示例中，電池可包含二氧化錳，并且在一些示例中，二氧化錳陰極包含經(jīng)氣流粉碎的電解二氧化錳。電池可由陰極漿料形成，陰極漿料由包含聚合物粘合劑和填料(諸如聚(偏二氟乙烯)和炭黑)的二氧化錳制成。電池可具有由鋅形成的陽極，其中鋅在一些示例中可為箔形式。

電池可在封裝膜中包括密封件，所述封裝膜包封超過90％的不用于制備外部觸點(diǎn)的電池部分。當(dāng)與這些層形成在一起時(shí)，層合結(jié)構(gòu)可用氣密地密封的封裝來形成使得電池的厚度小于1mm。在一些示例中，電池厚度小于500微米。在一些另外的示例中，電池的厚度可小于250微米。

電池可形成為片材，并且各電池可由這些片材切割或分割而成。在一些示例中，切割電池的形狀可為曲線形狀。

一個(gè)一般的方面包括用于形成電池的方法，該方法涉及獲得陰極集流體膜，其中陰極接觸膜包含鈦。該方法還包括用碳涂層涂覆陰極集流體膜。該方法還包括將二氧化錳漿料沉積到碳涂層上。該方法還包括干燥二氧化錳沉積物。該方法還包括將包含離子成分的聚合物電解質(zhì)沉積到二氧化錳沉積物上。電解質(zhì)可層合至錳沉積物。該方法還包括干燥聚合物電解質(zhì)。該方法還包括將鋅箔層合至聚合物電解質(zhì)，使得鋅箔可為陽極和陽極集流體。該方法還包括將鋅箔、聚合物電解質(zhì)、二氧化錳沉積物和陰極集流體封裝在生物相容性封裝膜中。該方法還包括分割出電池元件。在一些示例中，陽極集流體和陰極集流體可附接至生物醫(yī)療裝置的電活性裝置。作為形成生物醫(yī)療裝置的一部分，可將電池和連接的電活性裝置封裝在第二生物相容性封裝層中。

附圖說明

通過對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的以下更具體描述，如附圖中所示，本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。

圖1A至圖1D示出了與接觸鏡片的示例性應(yīng)用一致的生物相容性通電元件的示例性方面。