[發明專利]熱鉻電池測試器

無效

• 申請號: 97191569.5
• 申請日: 1997-09-26
• 公開（公告）號: CN1207207A
• 公開（公告）日: 1999-02-03
• 發明（設計）人: J·H·沙克利特三世;P·M·亨利;R·斯奈德
• 申請（專利權）人: 國家標簽公司
• 主分類號: H01M4/08
• 分類號: H01M4/08;H01M6/46
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 張政權

本發明涉及用于測試電池電量的裝置，尤其涉及可集成到電池標簽中的電池測試器。

無論是頻繁使用或很少使用的各種類型的電池都隨著時間的推移而放電。相應地，在它們被使用時，為諸如閃光燈、玩具、收音機、音頻盒式磁帶播放裝置、緊湊盤片播放裝置和無數其他裝置等電子設備提供能源的電池可能具有或可能不具有足夠的電荷給這些設備供電。結果，已提出了各種裝置使用戶可以比較肯定地確定電池的能量值。

通常仍在使用的可能是最早的公知電池測試器包括特別設計的伏特計和安培計。雖然這些裝置在經適當地校準和操作時非常準確，但它們使用起來很麻煩，必須仔細地保存，并且它們可能相當昂貴。

近來，已把電池測試器結合到電池包裝容器中。這些測試器一般叫做熱鉻測試器，它們通常包括與溫度感應彩色指示劑層熱接觸的導電層。在導電層的末端與電池的端子接觸時，電子電流流過導電層并在其中產生熱量。如果電池的電壓超過預定的閾值，則如此產生的熱量使指示劑層引起變色。這種測試器裝置有些難于操作，因為用戶必須精確地對準和保持測試器端子與電池端子的接觸以得出可靠結果。此外，該測試器通常只能測試例如AA電池等單個尺寸的電池的情況。此外，雖然通常會把容積大且易被損壞的電池本身的包裝放錯地方或作為垃圾丟棄，但必須予以仔細保存。

近來，已把熱鉻測試器結合到包裝電池的標簽中。在第5,015,544號美國專利中發現了這種內置測試器的例子。這種測試器與附著于其的電池金屬外殼直接接觸。這樣，對于測試器操作期間所產生的熱量，電池可起到散熱器的作用。如果對此熱量不加以控制，則可能阻礙測試器和電池的功能。例如，為了實現足以使彩色指示劑層變色的閾值溫度，必須在比所需時間更長的時間內操作測試器，從而過早地消耗電池的有用能量。此外，測試器對電池熱損耗可引起測試器對電池強度產生不準確的讀數，即測試器可能指示電池已用完而事實上電池仍是有用的。在這些情況下，用戶可能相信測試器的錯誤讀數而錯誤地丟棄好電池。

為了消除電池散熱問題，第5,059,895、5,223,003、5,389,458、5,393,618、5,409,788和5,538,806號美國專利提出了在熱鉻電池測試器標簽的導電層和電池外殼之間放置絕熱裝置。尤其是，此絕熱裝置可包括一層可拿去的紙、塑料條、泡沫塑料、發泡油墨、壓印油墨、粘合劑、布和類似材料。這些絕熱材料可以在導電層和電池外殼之間配置成基本上連續的層或限定一個或多個氣囊的不連續排列。實際上，由于空氣的熱傳導率極低，所以當布局中的絕熱材料不連續時，合成的絕熱裝置即絕熱材料和氣隙的絕熱特性優于沒有氣隙的連續絕熱材料層。尤其是，在5,223,003號美國專利中揭示了熱鉻電池測試器的絕熱裝置，該裝置包括泡沫塑料形成的限定氣囊的固體襯墊。應理解此結構把氣囊、塑料材料和包含在塑料材料中的空氣的絕熱效果結合了起來。

在固化時，泡沫塑料或油墨包括截留氣體物質(通常是空氣)的氣泡的塑料或油墨材料基體。明顯地，截留氣體的容積與絕熱材料的絕熱特性之間有直接的關系：截留氣體的容積越大，材料的絕熱性越強，反之亦然。然而，在截留氣體的容積與絕熱材料的結構強度之間有相反的關系。即，當泡沫塑料中的“空心”或“空洞”空間增多時，則材料抵抗外部所加壓縮力的能力降低，反之亦然。因此，截留氣體的容積不能超過一閾值，否則將損害絕熱結構承受與一般電池的制造裝運、處理和使用有關的外力的能力。此外，此截留氣體的閾值不足以對材料的絕熱特性產生重大影響。

因此，熱鉻電池測試器需要薄絕熱材料，該材料結合了最佳的絕熱特性及高的結構強度，并對任何常規尺寸的電池都有效。

發明內容

本發明旨在新的絕熱裝置、安裝有此絕熱裝置的熱鉻電池測試器裝置、包括此測試器裝置的電池標簽、包括此電池標簽的電池以及構成此絕熱裝置、熱鉻電池測試器裝置、電池標簽和電池的方法。

本發明的絕熱裝置最好包括至少一層柔性絕熱介電基質材料，該材料內埋置了結構堅固的絕熱材料。目前這些較佳的材料是可單獨使用或與諸如纖維性或微粒性材料等其他絕熱材料組合使用的多個微球。這些微球最好中空并密封了絕熱物質，最好是諸如空氣等氣體物質。利用可通過本領域中公知的工藝而形成極小球體的玻璃或塑料等任何基本上為剛性的非熱傳導材料來制造微球本身。此外，利用球體形狀固有的特殊的力分布和力傳輸特性，微球能很好地抵抗對電池來說常見的碰撞和其他機械震動。