一种电化学电池制造技术

一种电化学电池，该电池具有湿敏电池状态测试器和用于使所述测试器对水分起防护作用的光透明防潮层，其中所述防潮层包括在聚合物基体上的一种复合物，所述复合物包括至少一层非晶态的氮化硅和至少一层疏水性氟碳聚合物，其中所述氮化硅和氟碳聚合物层的厚度范围分别为约２００至５，０００埃和约２５０埃至约１微米。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景本专利技术的领域本专利技术涉及一种光透明的防潮膜复合物。更具体地说，本专利技术涉及一种可用作湿敏的电池上(on-cell)测试器的防潮层的光透明、薄膜复合物，它包括氮化硅层和氟碳聚合物层，还涉及所述防潮层的制备方法、和具有湿敏的电池上测试器和所述防潮层的电化学电池。
技术介绍
使用电池状态测试器如热致变色电压测试器来从视觉上显示通称为电池的电化学电池的状态已变得很普通了，并且这给电池制造者和消费者带来了增值的益处。这些测试器与一次电化学电池一起使用，但如需要它们也可被消费者用来测试二次或可充电电化学电池的状态。目前应用最普遍的测试器是与电阻元件接触的热致变色材料，所述变色材料构成电池包装的一体化部件，其中电池是碱性一次电池。使用者将电池的电极置于测试器的触点之间，并挤压测试器的触点端以使之与电池电极即电池端部电接触。测试器的电阻元件与电池电压成正比地被加热，热致变色材料定性地显示其范围表明“良好”或“更换”的电池状态。例如在美国专利4,723,656中公开了这种类型的测试器。在美国专利5,188,231中公开了一体化、热致变色外壳测试器，该测试器可从外壳上取出。近来开发的电池上测试器中电池状态显示器是电池标签的一个整体部分。这些电池上测试器包括热致变色类型和新的电化学类型测试器。热致变色类型电池上测试器的一个实例公开在欧洲专利公开No.0523901 A1中，该公开内容在这里引入供参考。热致变色类型采用电阻元件产生热量，因而它不能长久地连接在电池的电极上而不使其连续放电，与这种热致变色类型不同，新的电化学类型不从电池中引出电流，因而它可长久地连接在电池的电极上而不使电池放电。这种新型测试器公开在美国专利5,250,905和5,339,024中，该公开内容在这里引入供参考。如在美国专利5,355,089中所公开的，一些电化学类型的电池上状态测试器采用吸湿或换句话说湿敏的电解质组合物，并需要防止水分接触电解质的装置，因为这种接触会损害测试器的有效性。该专利公开了解决这一问题的许多方法，其中最佳的是云母。但是，虽然云母较便宜，却得不到可使之卷成云母卷的长带状或其它形状的云母，而经济可行的商用生产方法需要这种云母卷。本专利技术的概述本专利技术涉及可用作防潮层的光透明复合物，它包括至少一层氮化硅和至少一层氟碳聚合物，优选至少两层氮化硅和至少两层氟碳聚合物，且通过在基体上淀积或形成所述氮化硅和所述氟碳聚合物层来形成所述的复合物。在一个实施方案中，本专利技术复合物包括至少四层，在基体的一侧有至少一层氮化硅和至少一层氟碳聚合物，在基体的另一侧有至少一层氮化硅和至少一层氟碳合物。在另一实施方案中，仅在基体的一侧或表面上有多于一层的氮化硅和多于一层的氟碳聚合物。在这一实施方案及在基体的各相对侧面(如顶部和底部)上有各多于一层的氮化硅和氟碳聚合物的实施方案中，该复合物包括交替的氮化硅和氟碳聚合物层。本专利技术包括多层复合物，其中有各多于两层的氮化硅和氟碳聚合物，层的实际数目取决于该复合物所需的性能且仅受操作者淀积大量层数的能力的限制。在一个实施方案中，其中本专利技术复合物用作电化学电池的电池上测试器的防潮层，基体是柔性聚合物，且该复合物是柔性、光透明的薄膜复合物，其中各氮化硅和氟碳聚合物层的厚度低于1微米。在另一个实施方案中，本专利技术复合物用作湿敏材料和器具的透明包装材料。当用作电池上测试器的防潮层时，复合物的光透明性使得使用者可观察测试器用来指示电池状态的颜色、标记或其它可视手段所显示的电池状态。电池上测试器是指以视觉显示电池状态的测试器，且该测试器通过电池标签或其它途径长久地附着在电池上，但本专利技术并不仅限于这一实施方案。可使用本专利技术防潮层复合物的一类湿敏、电池上测试器是包括至少一种吸湿材料的测试器，如果所述吸湿材料吸收了水蒸气，就会损害或破坏测试器的有效性。另一种测试器包括需要存在预定量的水以发挥作用的至少一种组分，因而它需要防潮层以保持测试器中水的数量。氮化硅和氟碳聚合物均是水不溶性的，对于防潮层应用来说所选择的氟碳聚合物的水蒸气渗透率尽可能的低。对于防潮层应用，优选氟碳聚合物是疏水性的。制备多层复合物的方法包括在基体上淀积一层氮化硅，接着在氮化硅层上淀积氟碳聚合物层。如果需要多于一层的氮化硅和氟碳聚合物，继续进行交替层淀积方法直至涂覆了所需的层数。因而，本专利技术复合物与层压材料不同，在层压材料中各种预先存在的层通过粘合或其它方式互相结合在一起，而本专利技术复合物的交替层是通过淀积或涂覆方法在基体和复合物的其它层上就地形成的，所述淀积或涂覆方法包括溅射、物理气相淀积，后者包括等离子体强化的物理气相淀积、化学气相淀积等。附图简要说明附图说明图1图示说明了按照本专利技术的在聚合物基体上的4层防潮层。图2(a)图示说明在带有本专利技术防潮层的电池上的电池上测试器的断面图，图2(b)以部分剖视示说明具有电池上测试器和本专利技术防潮层的电池的侧视图。详细说明图1图示说明了本专利技术的薄膜防潮层10，它包括柔性塑料基体12，在该基体的两侧上淀积有氮化硅层，层14和16。疏水的氟碳聚合物层(层18和20)如图所示淀积在各氮化硅层上。因而该图所示的多层防潮层是4层复合物(不包括基体)。如需要，该四层复合物可仅淀积在基体的一侧上。附加的氮化硅和氟碳聚合物层在基体的一侧或基体的两侧上互相交替淀积，根据需要形成六、八、十、十二或甚至一百层复合物。这样，第一层氮化硅淀积在基体的一侧或两侧上，然后第一层氟碳聚合物淀积在氮化硅层上。然后第二层氮化硅淀积在第一层氟碳聚合物上，之后第二层氟碳聚合物淀积在第二层氮化硅上。重复这种交替层淀积过程直至形成具有所需层数的薄膜、多层复合物。各氮化硅层的厚度在约200埃至约5,000埃的范围内，优选约250埃至2500埃，更优选500至1,000埃。各氟碳聚合物层的厚度在约250埃至1微米的范围内，优选300至5,000埃。增加氮化硅的厚度会增加其破裂的倾向，增加氟碳聚合物层的厚度则增加各淀积层的应力，这会增加聚合物层从氮化硅上剥离的倾向。另一方面，降低层厚度会增加形成空隙和不完全覆盖的可能性。这些情况的任一种都会降低复合物作为防潮层的有效性。当然，层数和层厚度取决于多层复合物的预期用途并取决于具体的氟碳聚合物。再者，氮化硅较脆，当折曲或弯曲时易于破裂。在氮化硅层上淀积聚合物层或涂层大大降低了其破裂的倾向同时还防止其操作时破损。在图1所示实施方案中，氮化硅层的两侧或表面均被相邻的聚合物层防护，其中之一是氟碳聚合物，另一种是基体。在本专利技术实践中优选的实施方案是氮化硅表面被防护，且复合物的外层是聚合物。但如需要，复合物的外层可以是氮化硅。本专利技术包括这样的实施方案，其中(a)并非复合物的所有氮化硅层均有相同的厚度，(b)并非所有的氟碳聚合物层具有相同的厚度和(c)它们的组合，其中并非所有的氮化硅层均厚度相同且并非所有的氟碳层均厚度相同。其它的实施方案包括一种复合物，其中并非所有的氟碳聚合物层均有相同的组成，再有，其中一些聚合物层不是氟碳聚合物。在再一个实施方案中，基体12是在其上淀积第一层的具有可脱离的表面的织物，使得多层复合物脱离并以无基体的形式使用，而所述复合物是在该基体上形成的。在另外一个实施方案中，本专利技术的复合物在第一基体上形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏光，B·C·拉格斯，J·帅格，
申请(专利权)人：杜拉塞尔公司，
类型：发明
国别省市：