管状生物医疗装置电池制造方法及图纸

本发明专利技术题为：“管状生物医疗装置电池”。本发明专利技术描述了用于形成管状电池的设计、策略和方法。在一些示例中，气密密封能够用来密封该管状电池内的电池化学物质。这可以提高通电元件的生物相容性。在一些示例中，该管状生物相容性通电元件可在生物医疗装置中使用。在一些另外的示例中，该管状生物相容性通电元件可在接触镜片中使用。

【技术实现步骤摘要】
管状生物医疗装置电池相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2016年9月12日提交的美国临时专利申请62/393,281的权益。
技术介绍
1.
描述了改进电池的生物相容性方面的设计和方法，特别是通过形成由固体结构制成的管状形式。在一些示例中，生物相容性电池的使用领域可以包括需要能量的任何生物相容性装置或产品。2.相关领域描述近来，医疗装置的数量开始快速增长并且其功能不断完善。这些医疗装置可包括例如植入式起搏器、用于监测和/或测试生物功能的电子药丸、具有有源部件的外科装置、接触镜片、输注泵和神经刺激器。前述许多医疗装置的功能增加和性能增强已经理论化并得以发展。然而，为了实现在理论上所说的增加的功能，这些装置中的许多现在都需要自备式通电机构，该机构与这些装置的尺寸和形状要求以及新的通电组件的能量要求相容。一些医疗装置可包括诸如半导体器件的电子部件，这些部件执行多种功能并且可以结合到许多生物相容性和/或植入式装置中。然而，此类半导体部件需要能量，因此，通电元件也应该优选地被包括在此类生物相容性装置中。生物相容性装置的形貌和相对较小的尺寸可为各种功能的限定产生挑战性的环境。在许多示例中，可能重要的是，提供安全、可靠、紧凑和高性价比的机构为生物相容性装置内的半导体组件供电。因此，需要形成用于植入生物相容性装置内或之上的生物相容性通电元件，在生物相容性装置中的这些毫米或更小尺寸的通电元件结构在保持生物相容性的同时也提供了通电元件的增强的功能。用于为装置供电的一种此类通电元件可能是电池。当在生物医疗型应用中使用电池时，可能重要的是，电池的结构和设计能够适应生物相容性的各方面。因此，存在对形成用于具有重大改进容纳方面的生物相容性通电元件的生物相容性电池的新型示例的需要。
技术实现思路
因此，本专利技术公开了用于在生物相容性通电元件中使用的与改进的容纳有关的策略和设计。一个一般的方面包括生物医疗装置，该生物医疗装置包括电活性部件、生物相容性电池和第一封装层。该方面的生物相容性电池包括管状结构，其内部容积形成空腔。第一封装层包封至少电活性部件和生物相容性电池。在一些示例中，第一封装层用于限定接触镜片的裙边，通过与使用者的眼睛表面相互作用的生物相容性水凝胶层围绕电活性镜片的内部部件。在一些示例中，电解质溶液的性质提供了生物医疗装置的生物相容性的改进。例如，电解质溶液的组合可能具有比典型电池组合物低的电解质浓度。在其他示例中，电解质的组合物可以模拟生物医疗装置所处的生物环境，诸如在非限制性示例中的泪液的组合物。在一些示例中，生物相容性电池还包括镀覆金属外部涂层，其中该镀覆金属外部涂层包括采用无电解电镀来镀覆的部分，并且其中镀覆金属外部涂层的厚度足够厚以作为阻止水分进出生化通电元件的屏障。无电解电镀可以包括用以在镀覆金属外部涂层中沉积一层铜的铜基化学方法。在一些示例中，生物相容性电池可以存在这样一部分，其中阻挡材料防止镀覆金属外部涂层在阳极接触件和阴极接触件中的一个或多个的区域中形成。根据一个方面，本专利技术涉及生物医疗装置。该生物医疗装置包括电活性部件；电池，其包括阳极集流体、阴极集流体、阳极和阴极；封装阳极和阴极的管，其具有用于阳极集流体的第一穿透部、用于阴极集流体的第二穿透部、在管和阳极集流体之间的第一密封件，以及在管和阴极集流体之间的第二密封件；和第一生物相容性封装层，其中第一生物相容性封装层包封至少所述电活性部件和所述电池。根据另一方面，本专利技术涉及电池。该电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一金属管内；阴极集流体，其中阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中阴极化学物质容纳在第二金属管内；陶瓷管，其具有与第一金属管密封地交接的第一密封表面和与第二金属管密封地交接的第二密封表面；以及位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料。根据又一方面，本专利技术涉及电池。该电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一金属管内；阴极集流体，其中阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中阴极化学物质容纳在第二金属管内；玻璃管，其具有与第一金属管密封地交接的第一密封表面和与第二金属管密封地交接的第二密封表面；以及位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料。根据再一方面，本专利技术涉及电池。该电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一金属管内；阴极集流体，其中阴极集流体为导线；陶瓷端盖，其具有与第一金属管密封地交接的第一密封表面和与阴极集流体密封地交接的第二密封表面；阴极，其中阴极化学物质沉积在阴极集流体上；以及位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料。根据又一方面，本专利技术涉及电池。电池包括阳极集流体，其中阳极集流体是在第一端部上封闭并在第一端部上掺杂的第一半导体管；阳极，其中阳极化学物质容纳在第一半导体管内；阴极集流体，其中阴极集流体是在第二端部上封闭并在第二端部上掺杂的第二半导体管；阴极，其中阴极化学物质沉积在阴极集流体上；以及位于第一半导体管和第二半导体管之间的间隙中的密封材料。根据另一方面，本专利技术涉及制造电池的方法。该方法包括获得阴极收集管；用阴极化学物质填充阴极收集管；获得阳极收集管；用阳极化学物质填充阳极收集管；获得管状陶瓷绝缘体片；在管状陶瓷绝缘体片的每个端部上形成第一密封表面和第二密封表面；在第一密封表面和第二密封表面上蒸镀金属膜；用一块材料涂覆阴极收集管的端部；用焊膏将金属膜涂覆在第一密封表面上和第二密封表面上；将阴极收集管推压在第一密封表面上；激活材料以在阴极收集管和第一密封表面之间的界面处引起快速温度升高并熔化焊膏。上述电池的具体实施可以包括以下特征中的一个或多个：位于陶瓷、半导体晶体或玻璃材料的第一密封表面与金属管或另一陶瓷、半导体或玻璃材料之间的间隙中的密封材料。电池示例还可以包括这样的电池，其中位于第一密封表面和第一管之间的间隙中的密封材料包括环氧树脂粘合剂。电池示例还可以包括这样的电池，其中位于第一密封表面和第一管之间的间隙中的密封材料包括环氧树脂粘合剂。该电池还可以包括这样的电池，其中位于第一密封表面和第一管之间的间隙中的密封材料包括第一层，该第一层包含与陶瓷粉末混合的钼和锰颗粒，然后该第一层镀覆有金属膜。该其中密封材料位于第一密封表面和第一管之间的间隙中的电池包括第一层，该第一层包含与陶瓷粉末混合的钼和锰颗粒，然后该第一层镀覆有金属膜。该电池还可以包括其中金属膜包含镍的电池。在一些示例中，电池示例包括这样的电池，其中位于第一密封表面和第一金属管之间的间隙中的密封材料包括PVD沉积金属膜组成的第一层。该电池还可以包括其中金属膜包含钛的电池。该电池还可以包括其中在PVD沉积金属膜上附加地沉积贵金属膜的电池。电池示例还可以包括这样的电池，其中位于第一密封表面和第一管之间的间隙中的所述密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中第一金属膜薄层与第二金属膜层发生化学反应，释放能量以快速加热所述层，并且其中该化学反应由高能能量脉冲激活。在一些示例中，高能脉冲包括光子。在一些示例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物医疗装置，包括：电活性部件；电池，所述电池包括：阳极集流体；阴极集流体；阳极；阴极；封装所述阳极和所述阴极的管，所述管具有用于所述阳极集流体的第一穿透部、用于所述阴极集流体的第二穿透部、位于所述管和所述阳极集流体之间的第一密封件，以及位于所述管和所述阴极集流体之间的第二密封件；和第一生物相容性封装层，其中所述第一生物相容性封装层至少封装所述电活性部件和所述电池。

【技术特征摘要】
2016.09.12 US 62/393281;2017.08.14 US 15/6763381.一种生物医疗装置，包括：电活性部件；电池，所述电池包括：阳极集流体；阴极集流体；阳极；阴极；封装所述阳极和所述阴极的管，所述管具有用于所述阳极集流体的第一穿透部、用于所述阴极集流体的第二穿透部、位于所述管和所述阳极集流体之间的第一密封件，以及位于所述管和所述阴极集流体之间的第二密封件；和第一生物相容性封装层，其中所述第一生物相容性封装层至少封装所述电活性部件和所述电池。2.一种电池，包括：阳极集流体，其中所述阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中所述阳极化学物质容纳在所述第一金属管内；阴极集流体，其中所述阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中所述阴极化学物质容纳在所述第二金属管内；陶瓷管，所述陶瓷管具有与所述第一金属管密封地交接的第一密封表面和与所述第二金属管密封地交接的第二密封表面；以及密封材料，所述密封材料位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的间隙中。3.根据权利要求2所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括环氧树脂粘合剂。4.根据权利要求2所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括第一层，所述第一层包括与陶瓷粉末混合的钼和锰颗粒，然后所述第一层镀覆有金属膜。5.根据权利要求4所述的电池，其中所述金属膜包括镍。6.根据权利要求2所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括PVD沉积金属膜组成的第一层。7.根据权利要求6所述的电池，其中所述金属膜包括钛。8.根据权利要求7所述的电池，其中贵金属膜附加地沉积在所述PVD沉积金属膜上。9.根据权利要求2所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中所述第一金属膜薄层与所述第二金属膜层发生化学反应，释放能量以快速加热所述层，并且其中所述化学反应由高能能量脉冲激活。10.根据权利要求9所述的电池，其中所述高能脉冲包括光子。11.根据权利要求9所述的电池，其中所述高能脉冲包括电子。12.根据权利要求9所述的电池，其中所述高能脉冲包括热能。13.根据权利要求2所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括常规的添加钛的焊料合金基底，其中所述钛在暴露于超声能量时与所述陶瓷的表面材料反应。14.一种电池，包括：阳极集流体，其中所述阳极集流体是在第一端部上封闭的第一金属管；阳极，其中所述阳极化学物质容纳在所述第一金属管内；阴极集流体，其中所述阴极集流体是在第二端部上封闭的第二金属管；阴极，其中所述阴极化学物质容纳在所述第二金属管内；玻璃管，所述玻璃管具有与所述第一金属管密封地交接的第一密封表面和与所述第二金属管密封地交接的第二密封表面；以及密封材料，所述密封材料位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的间隙中。15.根据权利要求14所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括环氧树脂粘合剂。16.根据权利要求14所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括第一层，所述第一层包括与陶瓷粉末混合的钼和锰颗粒，然后所述第一层镀覆有金属膜。17.根据权利要求16所述的电池，其中所述金属膜包括镍。18.根据权利要求14所述的电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属管之间的所述间隙中的所述密封材料包括PVD沉积金属膜第一层。19.根据权利要求18所述的电池，其中所述金属膜包括钛。20.根据权利要求19所述的电池，其中贵金属膜附加地沉积在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：SM戴维斯，FA弗里特施，ME穆特胡，RB普格，A托纳，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国,US