用于电化电池的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于电化电池的装置，其包括：具有基板的多个第一亲水区和将所述第一亲水区间隔开的至少一个疏水区的第一层(61)基板材料(65)，第一层基板材料包括制备在至少两个第一亲水区上的至少两个第一电极(66、67)；具有基板的多个第二亲水区和将所述第二亲水区间隔开的至少一个疏水区的第二层(62)基板材料(65)，第二层基板材料包括制备在至少两个第二亲水区上的至少两个第二电极(67、66)；以及连接至至少两个第一电极的一个或多个电导体(68)。第一层(61)基板材料(65)和第二层(62))基板材料(65)彼此重叠放置，使得至少两个第一电极(66、67)与至少两个第二电极(67、66)对齐，以形成至少两个电化电池，用于在至少两个亲水区接触到水相液体时产生电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化电池的装置
本专利技术涉及一种用于电化电池的装置。本专利技术尤其涉及一种在接触液体或水分时被激活的电化电池。本专利技术进一步涉及该装置的用途。
技术介绍
电化电池中会发生氧化还原或氧还反应。电化电池分为两种。原电池(伏打电池)中发生自发反应；电解电池中发生非自发反应。两种电池均包含电极，氧化和还原反应即发生在电极上。氧化反应发生在被称为阳极的电极上，还原反应发生在被称为阴极的电极上。原电池的阳极带负电，因为阳极处发生的自氧化反应是电池的电子或负电荷的来源。原电池的阴极是它的正极。本领域已知用于包括电偶对的电化电池的装置。例如，US2011/0118655A1公开了一种用于治疗皮肤的装置，其包括基板，基板包括多个分离的电偶对，每个电偶对包括作为阳极的第一导电电极，第一导电电极与作为阴极的第二导电电极电子连接。本领域已知的还有具有电源(例如电池)的装置。US2010/0057147A1公开了一种装置，其包括第一电极、第二电极以及与电极电连接的电力输送单元，电力输送单元为治疗区域提供定量的电力。在原电池和电解电池中，氧化反应均发生在阳极处，电子从阳极流向阴极。WO2007/147947公开了一种薄膜结构，其包括具有导电薄层的基板，导电薄层包含混合有电子传递介体的氧化酶。薄层防潮，因而可以在干燥环境下存储，薄层还具有足够的渗透性，因而在接触到水溶液时能使氧化酶立刻激活。WO2013/130145公开了用于实施生物燃料电池装置的方法、系统和装置，以用于从生物燃料中提取能量。根据一个方面，该生物电池装置包括基板、阳极、阴极以及负载，阳极包括催化剂，用于促进氧化过程中(氧化过程释放在阳极处捕获的电子)生物流体中燃料的转化，从而从燃料物质中提取能量，阴极配置在基板上，靠近阳极并与阳极通过间隔区域间隔开，负载通过电连接器耦合至阳极和阴极，从而获取作为电能而提取的能量。美国专利号8,758,936公开了一种薄膜结构、薄膜结构的生产方法及用途。薄膜结构包括具有导电薄层的基板，导电薄层包含混合有电子传递介体的氧化酶。薄层防潮，因而可以在干燥环境下存储，薄层还具有足够的渗透性，因而在接触到水溶液时能使氧化酶立刻激活。薄层可以用作电化燃料电池中的阴极。WO2005/079913A1和WO2014/178943A1公开了包括多个第一储液器和多个第二储液器的设备，第一储液器和第二储液器通过基板连接。选定的第一储液器包括还原剂，所述选定的第一储液器的第一储液器表面靠近第一基板表面。选定的第二储液器包括氧化剂，选定的第二储液器的第二储液器表面靠近第一基板表面。该装置用于指引电池的迁移，并且包括具有生物相容性的电极，电极在接触到电解溶液时能够生成低电平电场或低电平微电流。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于电化电池的简单装置。本专利技术的另一个目的是提供一种生产用于电化电池的装置的方法。本专利技术的又一目的是提供一种用于治疗疾病的装置。目前用于治疗多汗症和用于促进皮下微循环的装置还不够理想。这些装置使用不便，治疗过程中需要患者保持不动，并且价格昂贵。多汗症和微循环问题是巨大的健康威胁，世界上2％到3％的人口患有多汗症，20％的人口患有出汗问题，6％的糖尿病患者由于微循环问题患有足溃疡。本专利技术基于一种柔性且可定制的装置，其适于通过与水相液体相接触在阳极和阴极之间形成电偶对时产生电压。该装置包括柔性基板，基板上通过例如印刷诸如碳基或银基油墨的导电油墨来制成阳极和阴极，即电极。层结构通过彼此重叠地放置至少两层基板制成，使得这两层基板上的阳极和阴极彼此对齐，从而形成用于在变湿时产生电化电池的结构。由阳极和阴极以及它们之间可选的电解质形成的电化电池可以串联连接或并联连接，以使电化电池在接触水相液体时产生所期望的电压和电流。更具体地，根据本专利技术的装置的特征在于权利要求1所述的特征。本专利技术具有若干优点。借助实施例，可制备结构简单的电源并将其集成到基板上。根据实施例，还可以在基板上印刷或集成微电流输送电路并连接至电源。在这样的实施例中，电路然后可用于输送微电流从而例如促进皮下微循环。该装置可单用或多用。该装置经济适用、便于携带。该装置为柔性的、易于使用。实施例提供了一种经济的制造该装置的方法。该装置还易于存储和运输，这是因为其可在不产生电压的非激活状态下存储和运输。装置在干燥时处于这一非激活状态，并且在接触到液体时可轻易激活。在非激活状态下，装置的端口不存在明显的电势差(电压)，因此即使是在端口短路时装置也不会产生任何明显的电流。这使得装置在其非激活状态下很安全并易于处理。本专利技术的一些实施例实现了终端用户的家庭护理。其避免了必须在医院和/或由医师进行昂贵的治疗。各实施例还可采用目前技术和现有印刷工艺很容易地制造。其部件可容易地以合理的价格从市场上购买。本专利技术的其它特征和优点将随以下说明变得显而易见。附图说明接下来将借助以下说明中呈现的非限制性的实施例和示例以及参照附图对本专利技术进行更加详细地解释。图中：图1a显示了根据本专利技术的一个实施例的结构；图1b显示了基板的一层的结构；图2显示了引导液体流的成品结构层的示例；图3a示意性地显示了根据本专利技术的一个实施例的结构的侧面截面图；图3b示意性地显示了根据本专利技术的第二实施例的结构的侧面截面图；图4显示了液体在以不同的方式制造的液体通道中的行进；图5显示了制备的结构区的宽度对其阻止侧面液体流动的能力的影响；图6a显示了根据本专利技术的实施例的层状基板材料；图6b显示了根据图6a的各层堆叠后的实施例的结构；图6c显示了根据实施例将电极置于基板中；图7显示了根据本专利技术的实施例的可折叠绷带或敷料；以及图8显示了根据本专利技术的实施例的可折叠绷带或敷料的又一示例。具体实施方式根据实施例的装置可用于为皮肤提供微电流治疗/疗法，该装置适用于例如促进局部：1)皮下血液循环；2)创伤愈合；3)擦伤愈合、抗衰老及皮肤美白；4)经皮给药；5)多汗(多汗症)；以及6)止痛。一个技术特征是将已知的皮肤微电流疗法与集成有电源的大面积柔性基板(例如塑料、织物、无纺布、布织物以及纸板等)结合起来。在一种方案中，基板中集成有可印刷的液体激活电源。在另一种方案中，基板中印刷或集成有微电流输送电路，微电流输送电路连接传统电池或外部电源，无线和有线连接均可。实施例涉及用于电化电池的装置。在一个实施例中，该装置包括第一层基板材料和第二层基板材料，第一层基板材料包括至少一个阴极和至少一个阳极，第二层基板材料包括至少一个阳极和至少一个阴极。第一层和第二层位于彼此之上并对齐，使得第一层和第二层中的阴极和阳极形成阳极-阴极对。第一层和第二层因此面向彼此。该装置还包括位于第一层或第二层的外表面上的第三层基板材料。在一个实施例中，第一层基板材料和第二层基板材料中的至少一个的一部分形成位于阴极和阳极之间的亲水隔离区。至少一个电导体连接至至少一个阳极和阴极或至少一个阴极和阳极。第三层基板材料包括疏水区，形成用于引导液体流向至少一个亲水隔离区的液体流引导结构。该装置适于在至少两个亲水隔离区接触水相液体时产生电压。第一层和第二层均包括疏水部和亲水部。阴极和阳极通过例如印刷形成于基板材料的亲水部上。图1a示出了根据实施例的结构。结构层2形成于片状基板1上，因其作用，液体在基板片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电化电池的装置，包括：‑基板材料(65)的第一层(61)，其具有基板的多个第一亲水区和将所述第一亲水区间隔开的至少一个疏水区，所述基板材料的第一层包括制备在至少两个第一亲水区上的至少两个第一电极(66、67)；‑基板材料(65)的第二层(62)，其具有所述基板的多个第二亲水区和将所述第二亲水区间隔开的至少一个疏水区，所述基板材料的第二层包括制备在至少两个第二亲水区上的至少两个第二电极(67、66)；‑一个或多个电导体(68)，其连接至所述第一电极中的至少两个；以及‑其中，所述基板材料(65)的第一层(61)和所述基板材料(65)的第二层(62)放置为位于彼此之上，使得所述至少两个第一电极(66、67)与所述至少两个第二电极(67、66)对齐，以形成至少两个电化电池，用于在所述至少两个亲水区接触到水相液体时产生电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.28 FI 201556191.一种用于电化电池的装置，包括：-基板材料(65)的第一层(61)，其具有基板的多个第一亲水区和将所述第一亲水区间隔开的至少一个疏水区，所述基板材料的第一层包括制备在至少两个第一亲水区上的至少两个第一电极(66、67)；-基板材料(65)的第二层(62)，其具有所述基板的多个第二亲水区和将所述第二亲水区间隔开的至少一个疏水区，所述基板材料的第二层包括制备在至少两个第二亲水区上的至少两个第二电极(67、66)；-一个或多个电导体(68)，其连接至所述第一电极中的至少两个；以及-其中，所述基板材料(65)的第一层(61)和所述基板材料(65)的第二层(62)放置为位于彼此之上，使得所述至少两个第一电极(66、67)与所述至少两个第二电极(67、66)对齐，以形成至少两个电化电池，用于在所述至少两个亲水区接触到水相液体时产生电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基板材料的第一层和所述基板材料的第二层由相同的基板材料制成。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述基板材料的第一层和所述基板材料的第二层是单个基板的不同区域。4.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述基板材料的第一层和所述基板材料的第二层的所述亲水区面向彼此，且所述第一电极和所述第二电极对齐以形成电极对。5.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述第一电极包括穿过所述基板材料的第一表面至少部分地被吸收在所述基板材料的第一层内的电极材料层，且所述基板材料的第一层包括位于所述电极材料层和与所述基板材料的所述第一表面相对的所述基板材料的第二表面之间的隔离层。6.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述第二电极包括穿过所述基板材料的第一表面至少部分地被吸收在所述基板材料的第二层内的电极材料层，且所述基板材料的第一层包括位于所述电极材料层和与所述基板材料的所述第一表面相对的所述基板材料的第二表面之间的隔离层。7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述隔离层的厚度d为10-200μm，例如20-100μm。8.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，进一步包括位于所述基板材料的第一层或第二层之上的基板材料的第三层，其中，所述基板材料的第三层可选地是相同的单个基板的第三区域，所述第三层具有至少一个第三亲水区和至少一个第三疏水区，从而一个或多个第三亲水区与一个或多个第一和第二亲水区对齐。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述基板材料的第三层形成由第三亲水区和第三疏水区组成的液体流引导结构。10.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，进一步包括位于所述基板材料的第一层或第二层之下的基板材料的第四层，其中，所述基板材料的第四层可选地是相同的单个基板的第四区域。11.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述第一电极是阳极或阴极，且所述第二电极分别是阴极或阳极。12.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述第一电极包括阳极和阴极，且所述第二电极分别包括阴极和阳极，其被对齐以形成第一电极阳极和第一电极阴极对以及第二电极阳极和第二电极阴极对。13.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其中，所述基板选自由诸如棉布、粘胶纤维以及聚酰胺的纺织面料、诸如针织织物、网眼织物、纸以及纸板的无纺材料以...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨拉·图拉拉，埃罗·胡尔梅，安努·瓦里，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI