具有密封特征的电化学电芯和头部制造技术

一种电化学电芯的头部，包括：平板，其被配置为覆盖电化学电芯的内部体积；以及侧壁，其从平板的上表面以垂直于上表面的方向延伸。头部还包括：凹部，其由平板的上表面和侧壁限定；以及在平板的下表面上的第一阶梯和第二阶梯，第一阶梯和第二阶梯被配置为密封内部体积。电化学电芯的一个方面包括阳极、阴极、电芯外壳和头部。和头部。和头部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有密封特征的电化学电芯和头部
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年12月16日提交的美国临时申请号63/126,146的优先权和权益，其通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0003]Li/CFx电化学电芯(Li/CFx电池)在医疗设备中被用作电源。对于植入式医疗设备，用于减少放电期间的膨胀的改进方法将是期望的。此外，仍然需要改进的设计，以确保流体不会泄漏到电芯中或泄漏到电芯外。

技术实现思路

[0004]电化学电芯的头部的一个方面，包括：平板，其被配置为覆盖电化学电芯的内部体积；以及侧壁，其从平板的上表面以垂直于上表面的方向延伸。头部还包括凹部，其由平板的上表面和侧壁限定，以及在平板的下表面上的第一阶梯(step)和第二阶梯，第一阶梯和第二阶梯被配置为使内部体积密封。电化学电芯的一个方面包括阳极、阴极、电芯外壳和头部。
[0005]电化学电芯的一个方面包括具有阴极的阴极组件、具有阳极的阳极组件和头部。电芯还包括：阳极馈通引脚，其延伸穿过头部并从头部的第一下表面突出，阳极馈通引脚被电气连接到阳极；以及阴极馈通引脚，其延伸穿过头部并从头部的第二下表面突出，阴极馈通引脚被电气连接到阴极。阴极组件和阳极组件中的至少一个包括隔膜袋(separator pouch)，隔膜袋封闭以下中的至少一个：阴极和阴极馈通引脚的内部部分以及阳极和阳极馈通引脚的内部部分。
[0006]电化学电芯的头部的一个方面包括头部主体，其包括具有上表面的平板，该上表面定义了与电化学电芯外壳的形状相对应的形状。头部还包括外围带，该外围带被配置为沿着上表面的外围延伸，该外围带被配置为密封到上表面和外壳。电化学电芯的一个方面包括阳极、阴极、电芯外壳和头部。
[0007]上述和其他特征通过以下附图和具体实施方式被举例说明。
附图说明
[0008]图1A和图1B描绘了电化学电芯的一个方面；
[0009]图2是电化学电芯的一个方面的横截面视图；
[0010]图3描绘了电化学电芯的一个方面的头部；
[0011]图4是电化学电芯的一个方面的分解视图；
[0012]图5描绘了图4的电化学电芯的阳极集电器的一个方面；
[0013]图6描绘了处于平坦或展开状态的图4的阳极集电器，并且描绘了制造或组装图4的电化学电芯的部件的方法的方面；
[0014]图7描绘了处于折叠状态的图4的阳极集电器，并且描绘了制造或组装图4的电化
学电芯的部件的方法的方面；
[0015]图8描绘了阴极集电器的一个方面；
[0016]图9A和图9B描绘了包括阴极和阳极隔膜袋的电化学电芯的部件的一个方面，并且描绘了制造或组装电化学电芯部件的方法的方面；
[0017]图10是具有阶梯配置的电化学电芯的头部的一个方面的透视图；
[0018]图11是图10的头部的横截面视图；
[0019]图12A和图12B是图10的头部的透视图；
[0020]图13是示出示例1的Li/CFx电化学电芯的放电容量的电芯电压(伏特，V)相对于放电容量(百分比，％)的曲线图；
[0021]图14是示出示例2的Li/CFx电芯的放电结果的电芯电压(伏特，V)相对于放电容量(安培小时，Ah)的曲线图；以及
[0022]图15是示出在示例3的分析中24个Li/CFx电化学电芯的膨胀程度的电池厚度变化(百分比，％)的图。
具体实施方式
[0023]本公开的专利技术方面在下面将参考各种附图被详细解释。描述实施例是为了说明所公开的主题，而不是限制其范围，范围由权利要求定义。本领域普通技术人员将意识到在以下描述中提供的各种特征的许多等效变型。
[0024]本公开涉及电化学电芯，诸如用于植入式医疗设备的锂/氟化碳(lithium/fluorinated carbon，Li/CF
x
)电化学电芯。应注意的是，所公开的电芯及其部件不受如此限制，因为它们可以与各种部件和配置一起使用。
[0025]本文提供了用于能量存储的系统、装置和方法。电化学电芯的一个方面包括具有阴极的阴极组件、具有阳极的阳极组件、头部以及阳极馈通引脚和阴极馈通引脚(或其他连接设备或构件)。电化学电芯可以包括头部，阳极馈通引脚和阴极馈通引脚延伸穿过该头部。
[0026]在一个方面，电化学电芯包括头部，该头部被配置为覆盖电化学电芯的内部体积，并且提供流体严密密封，以防止流体(诸如电解质)从电芯内部泄漏，并且防止流体到电芯内部体积的任何侵入。该方面的电化学电芯可以被用于其中电芯可以被暴露于流体(诸如当电芯被植入患者体内时遇到的体液)的应用。头部的一个方面包括平板和侧壁，该侧壁从平板的上表面以垂直于上表面的方向或以定义相对于上表面的选定角度的方向延伸。头部中的凹部由平板的上表面和侧壁定义。在一个方面中，头部包括或被贴附到外围带，外围带被配置为便于提供流体严密密封。
[0027]在一个方面中，电化学电芯包括阶梯式头部(stepped header)，其中头部的下表面(例如，头部板或主体的下表面)包括至少一个阶梯式结构(或简称为“阶梯”)。例如，头部包括在平板的下表面上的第一阶梯和第二阶梯，第一阶梯和第一阶梯被配置为密封内部体积。
[0028]电化学电芯的一个方面包括至少一个内部袋(称为隔膜袋)，其包裹阳极或阴极，以将阳极或阴极与电芯的其他内部部件隔离。电化学电芯可以包括单个袋或多个袋。例如，电芯可以包括包裹阴极的隔膜袋，或者包裹阳极和阴极的各自的隔膜袋。隔膜袋可以由能
够隔离部件同时允许离子迁移的材料(诸如微孔聚乙烯或聚丙烯材料)制成。
[0029]本文所述的电化学电芯和电芯部件的方面呈现许多优点，并解决了许多问题。例如，如本文所述的凹陷的头部提供了优越的密封能力，允许电化学电芯被结合在可能暴露于各种流体的设备中。另外，如本文所述的阶梯式头部提供了有效的密封，同时容纳了各种部件，包括馈通引脚和填充组件。
[0030]电化学电芯的常规头部通常用平坦顶部进行构造。然而，这种头部是有缺陷的。已知的头部可能无法提供足够的内部体积尺寸，以结合提供在头部组件和整个电芯组件中容纳各种部件所需的结构来最小化电芯的外部尺寸。已知的头部还存在缺陷，即它们涉及或要求相对复杂的密封方法来可靠地将电解质和其他子部件与人体组织和体液隔离。本文所述的头部解决了这种缺陷。
[0031]例如，本文所述的电化学电芯的方面使用凹陷的头部而不是平坦的电芯顶部。凹陷的头部允许电解质和其他电芯部件与人体组织和体液的可靠隔离。另外，凹陷的头部提供了良好的周边，用于将其他部件接合到电化学电芯，例如，在植入式心脏监视器设备或可能被暴露于流体的其他设备中。
[0032]本文所述的方面允许电化学电芯达到电解质体积目标和空隙体积目标。因此，本文所述的电化学电芯可以提供高能量密度。
[0033]图1A和图1B示出了电化学电芯100的方面。电化学电芯100可以包括一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学电芯的头部，所述头部包括：平板，其被配置为覆盖所述电化学电芯的内部体积；侧壁，其从所述平板的上表面以垂直于所述上表面的方向延伸；凹部，其由所述平板的上表面和所述侧壁限定；以及在所述平板的下表面上的第一阶梯和第二阶梯，所述第一阶梯和所述第二阶梯被配置为密封所述内部体积。2.根据权利要求1所述的头部，其中，所述第一阶梯直接在所述平板的下表面上，并且所述第一阶梯的长度小于所述平板的长度。3.根据权利要求2所述的头部，其中，所述第二阶梯直接在所述第一阶梯的下表面上，并且所述第二阶梯的长度小于所述第一阶梯的长度。4.根据权利要求1所述的头部，其中，所述第一阶梯的宽度和所述第二阶梯的宽度小于所述平板的宽度。5.根据权利要求1所述的头部，其中，所述第一阶梯的宽度和所述第二阶梯的宽度相同。6.根据权利要求1所述的头部，其中，所述第二阶梯的宽度小于所述第一阶梯的宽度。7.根据权利要求1所述的头部，还包括：所述平板中的开口，所述开口被配置为通风口、被配置为容纳球形密封件的开口、被配置为容纳阳极集电器的接线片部分的开口、被配置为容纳阴极集电器的接线片部分的开口、或其组合。8.一种电化学电芯，包括：阳极；所述阳极和阴极之间的隔膜；阴极；电芯外壳，其容纳所述阳极、所述阴极和所述隔膜；以及根据权利要求1所述的头部，所述头部安装在所述电芯外壳上。9.一种电化学电芯，包括：阴极组件，其包括阴极；阳极组件，其包括阳极；头部；阳极馈通引脚，其延伸穿过所述头部并从所述头部的第一下表面突出，其中所述阳极馈通引脚被电气连接到所述阳极；以及阴极馈通引脚，其延伸穿过所述头部并从所述头部的第二下表面突出，其中所述阴极馈通引脚被电气连接到所述阴极；其中，所述阴极组件和所述阳极组件中的至少一个包括隔膜袋，所述隔膜袋封闭以下中的至少一个：所述阴极和所述阴极馈通引脚的内部部分，和所述阳极和所述阳极馈通引脚的内部部分。10.根据权利要求9所述的电化学电芯，其中，所述隔膜袋包括阴极隔膜袋和阳极隔膜袋，所述阴极馈通引脚的内部部分从所述头部的第一下表面延伸并且通过所述阴极隔膜袋被封闭在所述阴极组件内，并且所述阳极馈通引脚的内部部分从所述头部的第二下表面延
伸并且通过所述阳极隔膜袋被封闭在所述阳极组件内。11.根据权利要求9所述的电化学电芯，其中，所述阳极包括设置在阳极集电器的表面上的阳极组合物，并且所述阳极被封闭在所述阳极隔膜袋内，并且所述阴极包括设置在阴极集电器的表面上的阴极组合物，并且所述阴极被封闭在所述阴极隔膜袋内。12.根据权利要求9所述的电化学电芯，其中，所述头部包括平板、从所述平板的上表面以垂直于所述平板的上表面的方向延伸的侧壁、以及由所述平面的上表面和所述侧壁限定的凹部。13.根据权利要求12所述的电化学电芯，其中，所述阳极馈通引脚的部分和所述阴极馈通引脚的部分各自在所述平板的上表面上方延伸。14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：伊格皮切尔科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：