BR102015020021A2

BR102015020021A2 - cátodo em forma de pélete para uso em uma bateria biocompatível

Info

Publication number: BR102015020021A2
Application number: BR102015020021A
Authority: BR
Inventors: Adam Toner; Daniel B Otts; Frederick A Flitsch; James Daniel Riall; Randall B Pugh
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-02-23
Also published as: CA2900874A1; EP2988357B1; SG10201506614WA; EP2988357A2; AU2015213364A1; KR20160023608A; JP2016046255A; HK1219809A1; TW201622211A; US9793536B2; RU2015134574A3; RU2015134574A; US10374216B2; EP2988357A3; CN105390725A; US20170352865A1; US20160056446A1

Abstract

cátodo em forma de pélete para uso em uma bateria biocompatível". são descritos métodos e aparelhos para formar elementos de energização biocompatíveis. em alguns exemplos, os métodos e o aparelho para formar os elementos de energização biocompatíveis envolvem a formação de péletes compreendendo produtos químicos de cátodo ativo. os elementos ativos do cátodo e do ânodo são selados com um material biocompatível. em alguns exemplos, um campo de uso para os métodos e aparelhos pode incluir qualquer dispositivo ou produto biocompatível que exige elementos de energização

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CÁTODO EM FORMA DE PÉLETE PARA USO EM UMA BATERÍA BIOCOM-PATÍVEL".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [0001] Este pedido de patente reivindica o benefício do pedido provisório de patente U.S. n° 62/040178, depositado 21 de agosto de 2014.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da invenção [0002] É descrito um método para formar péletes de mistura de cátodo para o uso em uma bateria biocompatível. O cátodo compreende ao menos um óxido de metal de transição e um alótropo de carbono capaz de eletrocondutividade, que pode ser formado em péletes e então colocado dentro de ou em uma bateria biocompatível. E alguns exemplos, um campo de uso para a mistura de cátodo formada de péletes para o uso em uma bateria biocompatível pode incluir qualquer dispositivo ou produto biocompatível que exige energia. 2. Discussão da técnica relacionada [0003] Recentemente, o número de dispositivos médicos e suas funcionalidades começaram a ser desenvolvidos rapidamente. Esses dispositivos médicos podem incluir, por exemplo, marcapassos implan-táveis, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, lentes de contato, bombas de infusão e neuroestimulantes. A funcionalidade acrescentada e um aumento no desempenho a muitos dos dispositivos médicos supracitados foram desenvolvidos e teorizados. Entretanto, para alcançar a funcionalidade adicionada teorizada, muitos desses dispositivos agora exigem meios de energização próprios que sejam compatíveis com as exigências de tamanho e formato desses dispositivos, assim como as exigências dos novos componentes energizados. [0004] Alguns dispositivos médicos podem incluir componentes elétricos, como dispositivos semicondutores que realizam uma variedade de funções, e podem ser incorporados em muitos dispositivos biocompatíveis e/ou implantáveis. Entretanto, tais componentes semicondutores exigem energia e, portanto, elementos de energização também têm que ser incluídos, de preferência, em tais dispositivos biocompatíveis. A topologia e o tamanho relativamente pequeno dos dispositivos biocompatíveis podem criar ambientes inovadores e desafiadores para a definição de várias funcionalidades. Em muitos exemplos, é importante fornecer meios seguros, confiáveis, compactos e de baixo custo para energizar os componentes semicondutores no interior dos dispositivos biocompatíveis. Assim, existe uma necessidade de elementos de energização biocompatíveis formados para implantação dentro ou sob os dispositivos biocompatíveis, onde a estrutura do milímetro ou elementos de energização com tamanho menor fornecem função melhorada para o elemento de energização enquanto mantém a biocompatibilidade. [0005] Um tal elemento de energização usado para energizar um dispositivo pode ser uma bateria. Um elemento comum nas baterias que pode compreender vários tipos de materiais de armazenamento de energia com base em química é o cátodo da bateria. O cátodo da bateria é, frequentemente, o componente de uma bateria que limita a capacidade da bateria e que toma a maior parte do volume. A função das baterias pode depender criticamente do projeto da estrutura, dos materiais e processos relacionados à formação do cátodo da bateria. Em alguns exemplos, pode ser importante que o cátodo de bateria seja formado em um meio que ele forme um contato de baixa resistência com os coletores de corrente. Assim, existe uma necessidade de exemplos novos para formar pequenos cátodos biocompatíveis para uso em elementos de energização biocompatíveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0006] Consequentemente, são reveladas misturas de cátodo para o uso em uma bateria biocompatível que podem ser usadas para pre-formar péletes que podem ser colocados em uma estrutura de bateria. O uso de cátodos formados de péletes pode fornecer vantagens técnicas e de processamento enquanto mantém a estrutura e a função necessárias para baterias biocompatíveis. [0007] Um aspecto geral da presente invenção inclui um método para formação de um elemento de energização biocompatível, sendo que o método inclui: receber um primeiro filme de substrato de um primeiro material isolante; receber um segundo filme de substrato de um segundo material isolante; cortar uma primeira cavidade no segundo filme de substrato para formar uma camada espaçadora com vão; cortar uma segunda cavidade no primeiro filme de substrato para formar uma camada espaçadora de cátodo, onde a borda da cavidade define uma parede lateral da cavidade; laminar uma primeira superfície da camada espaçadora com vão a uma primeira superfície da camada espaçadora de cátodo; colocar um separador no elemento de energização biocompatível através da primeira cavidade na camada espaçadora com vão; receber um filme de ânodo; aderir uma segunda superfície da camada espaçadora com vão a uma primeira superfície do filme do ânodo; receber um pélete de cátodo; e colocar o pélete de cátodo na segunda cavidade na camada espaçadora de cátodo, sendo que a parede lateral da cavidade na camada espaçadora de cátodo e uma superfície do separador colocada contêm um pélete de cátodo. O método pode incluir, adicionalmente, formar o pélete de cátodo a partir de uma pasta fluida para cátodo. O método de formação do pélete de cátodo envolve moldar a pasta fluida para cátodo por processamento com rodo da pasta fluída em uma camada de mascaramento que inclui orifícios moldados para formar péletes; e onde a camada é posiciona- da sobre um substrato. O método pode incluir exemplos em que o substrato inclui um coletor de corrente do cátodo. O método pode incluir, ainda, o recozimento do pélete e do substrato. Em alguns exemplos, o recozimento é realizado a uma temperatura aproximadamente entre 25 e 200 graus Celsius, em outros exemplos, a temperatura de recozimento pode estar entre 25 e 600 graus Celsius. Estes métodos podem incluir, ainda, conectar o elemento de energização biocompatí-vel a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico. Em alguns exemplos o dispositivo biomédico é uma lente de contato. [0008] Em algumas alternativas, o método de formar o pélete de cátodo pode envolver extrusão da pasta fluida em depósitos com formato de péletes em um substrato, onde o substrato pode inclui um coletor de corrente do cátodo. O método pode incluir, ainda, o recozimento do pélete e do substrato. O método pode incluir, ainda, conectar o elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico. Em alguns métodos o dispositivo biomédico é uma lente de contato. [0009] Em alguns exemplos, o aspecto da presente invenção pode incluir exemplos onde o pélete de cátodo é recebido não conectado a qualquer substrato. Este pode incluir, ainda, adicionar uma camada de coletor de corrente de cátodo a uma segunda superfície da camada espaçadora de cátodo, onde a camada de coletor de corrente de do cátodo está em contato com uma superfície do pélete de cátodo que foi colocado na segunda cavidade. O método pode incluir, ainda, conectar o elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico. Até aqui, o método pode incluir exemplos em que o dispositivo médico é uma lente de contato. [0010] Em alguns exemplos, o aspecto da presente invenção pode também incluir a formação de uma camada de produtos químicos de cátodo por espalhamento da pasta fluida para cátodo sobre um subs- trato, secagem da camada de produtos químicos de cátodo, e corte dos péletes a partir da camada de produtos químicos de cátodo. Este método pode incluir, ainda, sinterização da camada de produtos químicos de cátodo sobre um substrato. O método também pode incluir exemplos em que o corte corta os produtos de cátodo e um coletor de corrente de cátodo subjacente em péletes. Este método também pode incluir sinterização do pélete. Este método pode então envolver a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento ele-troativo em um dispositivo biomédico. Em alguns exemplos, o dispositivo médico é uma lente de contato. [0011] Pode haver variações de formação de péletes do cátodo a partir de uma pasta fluida de cátodo onde a formação do pélete de cátodo envolve modelar a pasta fluída para cátodo por um processamento utilizando rodo de uma pasta fluida em uma camada de mascara-mento incluindo orifícios moldados de modo a formar péletes; e onde a camada é posicionada sobre um substrato. Este método pode ter exemplos em que o substrato inclui um coletor de corrente do cátodo. Além disso, o método pode incluir o recozimento do pélete e do substrato. Este método pode também incluir exemplos em que o recozimento é realizado a uma temperatura aproximadamente entre 25 e 200 graus Celsius. Em outros exemplos, o recozimento pode ser realizado a uma temperatura aproximadamente entre 25 e 600 graus Celsius. [0012] Um segundo aspecto geral da presente invenção inclui um método de formação de um elemento de energização, sendo que o método inclui receber um primeiro filme de substrato de um primeiro material isolante; cortar uma cavidade no primeiro filme de substrato para formar uma camada espaçadora de cátodo, onde uma borda da cavidade define uma parede lateral da cavidade; receber um filme de ânodo; aderir uma primeira superfície da camada espaçadora de cáto- do a uma primeira superfície do filme de ânodo; depositar um separador no elemento de energização biocompatível através da cavidade na camada espaçadora de cátodo, sendo que o material depositado como o separador inclui um material polimerizável; receber um pélete de cátodo; e colocar o pélete de cátodo na cavidade na camada espaçadora de cátodo, onde a parede lateral da cavidade na camada espaçadora de cátodo e uma superfície do separador contêm o pélete de cátodo. Os vários métodos de formação de um pélete de cátodo podem ser usados para criar o pélete de cátodo que é colocado na cavidade na camada espaçadora de cátodo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] Os recursos e as vantagens mencionados anteriormente assim como outros da presente invenção ficarão evidentes a partir da descrição mais particular a seguir das modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos anexos. [0014] As Figuras 1A a 1D ilustram aspectos exemplificadores de elementos de energização biocompatíveis em concertação com a aplicação exemplificadora das lentes de contato. [0015] A Figura 2 ilustra o tamanho e a forma exemplificadores de células individuais de um projeto de batería exemplificador. [0016] A Figura 3A ilustra um primeiro elemento de energização biocompatível embalado independente com conexões de ânodo e cátodo exemplificadoras. [0017] A Figura 3B ilustra um segundo elemento de energização biocompatível embalado independente com conexões de ânodo e cátodo exemplificadoras. [0018] As Figuras 4A a 4Z ilustram etapas de método exemplificadoras para a formação de elementos de energização biocompatíveis para dispositivos biomédicos. [0019] A Figura 5 ilustra um elemento de energização biocompatí- vel completamente formado exemplificador. [0020] As Figuras 6A a 6F ilustram etapas de método exemplifica-doras para a formação estrutural de elementos de energização bio-compatíveis. [0021] As Figuras 7A a 7F ilustram etapas de método exemplifica-doras para formação estrutural de elementos de energização biocom-patíveis utilizando um método de galvanoplastia alternada. [0022] As Figuras 8A a 8J ilustram etapas de métodos exemplifi-cadoras para a formação de elemento de energização biocompatíveis com separador de hidrogel para dispositivos biomédicos. [0023] As Figuras 9A a C ilustram etapas de métodos exemplifica-dores para a formação estrutural de elementos de energização biocompatíveis utilizando exemplos processamento de hidrogel alternativos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0024] As misturas de cátodo para uso em uma bateria biocompa-tível são reveladas neste pedido. Nas seguintes seções, as descrições detalhadas de vários exemplos serão descritas. As descrições de exemplos são modalidades exemplificadoras apenas, e várias modificações e alterações podem ser evidentes aos versados na técnica. Portanto, os exemplos não limitam o escopo do presente pedido. As misturas de cátodo, e as estruturas que contêm as mesmas, podem ser projetadas para uso em baterias biocompatíveis. Em alguns exemplos, estas baterias biocompatíveis podem ser projetadas para uso em, ou próximo ao corpo de um organismo vivo.

Glossário [0025] Na descrição e nas reivindicações abaixo, vários termos podem ser usados, para os quais as seguintes definições se aplicarão: [0026] "Ânodo", para uso na presente invenção, refere-se a um eletrodo através do qual flui corrente elétrica para o interior de um dis- positivo elétrico polarizado. A direção da corrente elétrica é tipicamente oposta à direção do fluxo de elétrons. Em outras palavras, os elétrons fluem do ânodo para, por exemplo, um circuito elétrico. [0027] "Aglutinante", para uso na presente invenção, refere-se a um polímero que é capaz de exibir respostas elásticas a deformações mecânicas, e que é quimicamente compatível com outros componentes de elemento de energização. Por exemplo, os aglutinantes podem incluir materiais eletroativos, eletrólitos, polímeros etc. [0028] "Biocompatível", para uso na presente invenção, refere-se a um material ou dispositivo que realiza, com um hospedeiro apropriado, resposta em uma aplicação específica. Por exemplo, um dispositivo biocompatível não tem efeitos tóxicos ou lesivos em sistemas biológicos. [0029] "Cátodo", para uso na presente invenção, refere-se a um eletrodo através do qual corrente elétrica flui para fora de um dispositivo elétrico polarizado. A direção da corrente elétrica é tipicamente oposta à direção do fluxo de elétrons. Portanto, os elétrons fluem para o interior do cátodo do dispositivo elétrico polarizado e para fora, por exemplo, do circuito elétrico conectado. [0030] "Revestimento", para uso na presente invenção, refere-se a um depósito de material em formas finas. Em alguns usos, o termo se referirá a um depósito fino que cobre substancialmente a superfície de um substrato sobre o qual está formado. Em outros usos mais especializados, o termo pode ser usado para descrever pequenos depósitos finos em regiões menores da superfície. [0031] "Eletrodo", conforme usado na presente invenção, pode se referir a uma massa ativa na fonte de energia. Por exemplo, pode incluir um ou ambos dentre ânodo e cátodo. [0032] "Energizado", para uso na presente invenção, refere-se ao estado de ser capaz de suprir corrente elétrica ou ter energia elétrica armazenada em seu interior. [0033] "Energia", para uso na presente invenção, refere-se à capacidade de um sistema física para realizar trabalho. Muitos usos dos elementos de energização podem se referir à capacidade de executar ações elétricas. [0034] "Fonte de energia" ou "elemento de energização" ou "dispositivo de energização", para uso na presente invenção, referem-se a qualquer dispositivo ou camada que sejam capazes de fornecer energia ou colocar um dispositivo lógico ou elétrico em um estado energi-zado. Os elementos de energização podem incluir baterias. As baterias podem ser formadas por células alcalinas e podem ser baterias de estado sólido ou baterias de célula molhada. [0035] "Cargas", conforme usado no presente documento, refere-se a um ou mais separadores de elementos de energização que não reagem com qualquer um dentre eletrólitos ácidos ou alcalinos. Em geral, as cargas podem incluir materiais substancialmente insolúveis em água como negro de fumo; pó de carvão; grafite; óxidos e hidróxidos de metal, como de silício, alumínio, cálcio, magnésio, bário, titânio, ferro, zinco e estanho; carbonatos de metal como aqueles de cálcio e magnésio; minerais como mica, montmorolonita, caulinita, atapulgita, talco; zeólitas sintéticas e naturais, cimento Portland; silicatos de metal precipitado, como silicato de cálcio; microesferas vítreas ou polímero sólido ou oco, flocos e fibras; etc. [0036] "Funcionalizado", para uso na presente invenção, refere-se a tornar uma camada ou dispositivo capazes de executar uma função que inclui, por exemplo, energização, ativação e/ou controle. [0037] "Molde", para uso na presente invenção, refere-se a um objeto rígido ou semirrígido que pode ser usado para formar objetos tridimensionais a partir de formulações não curadas. Alguns moldes exemplificadores incluem duas partes de molde que, quando opostas uma à outra, definem a estrutura de um objeto tridimensional. [0038] "Potência", para uso na presente invenção, refere-se ao trabalho realizado pela energia transferida por uma unidade de tempo. [0039] "Recarregável" ou "Reenergizávei", para uso na presente invenção, referem-se a uma capacidade de ser restaurado a um estado com capacidade superior de realizar trabalho. Muitos usos podem se referir à capacidade de ser restaurado com a habilidade de fluir corrente elétrica a uma certa taxa por certos períodos de tempo restabelecidos. [0040] "Reenergizar" ou "recarregar", para uso na presente invenção, referem-se à restauração a um estado com capacidade superior de realizar trabalho. Diversos usos podem se relacionar à restauração a um dispositivo da capacidade de fluxo de corrente elétrica a uma certa taxa por um determinado período de tempo restabelecido. [0041] "Liberado", para uso na presente invenção, e, algumas vezes referido como "liberado de um molde", significam que um objeto tridimensional é ou completamente separado do molde ou está apenas fixado de maneira frouxa ao molde, de modo que possa ser removido com agitação moderada. [0042] "Empilhado", para uso na presente invenção, significa colocar pelo menos duas camadas de componente em proximidade uma à outra de modo que pelo menos uma porção de uma superfície de uma das camadas entre em contato com uma primeira superfície de uma segunda camada. Em alguns exemplos, um revestimento, seja para a adesão ou outras funções, pode residir entre as duas camadas que estão em contato uma com a outra através do dito revestimento. [0043] "Trilhos", para uso na presente invenção, refere-se a componentes de elemento de energização capazes de se conectar eletricamente aos componentes de circuito. Por exemplo, trilhos de circuito podem incluir cobre ou ouro quando o substrato é uma placa de circui- to impresso, e podem ser cobre, ouro ou um filme impresso em um circuito flexível. Um tipo especial de "Trilho" é o coletor de corrente. Os coletores de corrente são trilhos com compatibilidade eletroquímica que tornam os coletores de corrente adequados para uso na condução de elétrons para e a partir de um ânodo ou cátodo na presença de ele-trólito. [0044] Os métodos e o aparelho apresentados no presente documento referem-se à formação de elementos de energização biocompa-tíveis para a inclusão em ou sobre dispositivos biocompatíveis tridimensionais ou planos. Uma classe particular de elementos de energização pode ser baterias que são fabricadas em camadas. As camadas podem também ser classificadas como camadas de laminado. Uma batería formada dessa forma pode ser classificada como uma batería laminar. [0045] Pode haver outros exemplos de como montar e configurar baterias de acordo com a presente invenção, e alguns podem estar descritos nas seções a seguir. No entanto, para muitos destes exemplos, são selecionados parâmetros e características das baterias que podem ser descritos em suas próprias reivindicações. Nas seções a seguir, algumas características e parâmetros serão focados.

Exemplo da construção do dispositivo biomédico com elementos de energização biocompatíveis [0046] Um exemplo de um dispositivo biomédico que pode incorporar os Elementos de Energização, baterias, da presente invenção pode ser uma lente de contato de ajuste focal eletroativo. Com referência à Figura 1A, um exemplo de tal elemento de inserção da lente de contato pode ser descrito como elemento de inserção da lente de contato 100. No elemento de inserção da lente de contato 100, pode haver um elemento eletroativo 120 que pode acomodar as mudanças de característica focal em resposta às tensões de controle. Um circuito 105 para fornecer esses sinais de tensão de controle, bem como para fornecer outras funções, como detecção de controle do ambiente para sinais de controle externos, pode ser energizado por um elemento da batería biocompatível 110. Conforme descrito na Figura 1A, o elemento de batería 110 pode ser observado como múltiplas peças principais, neste caso, três peças, e pode incluir as várias configurações dos elementos de química da batería, conforme foi discutido. Os elementos de batería 110 podem ter vários recursos de interconexão para unir as peças, como pode ser retratado subjacente à região de interconexão 114. Os elementos de batería 110 podem ser conectados a um elemento de circuito que pode ter seu próprio substrato 111, no qual os recursos de interconexão 125 podem estar localizados. O circuito 105, que pode estar na forma de um circuito integrado, pode ser eletricamente e fisicamente conectado ao substrato 111 e seus recursos de interconexão 125. [0047] Com referência à Figura 1B, um relevo em seção transversal de uma lente de contato 150 pode compreender um elemento de inserção de lente de contato 100 e seus constituintes discutidos. O elemento de inserção da lente de contato 100 pode ser encapsulado em uma saia de hidrogel de lente de contato 155 que pode encapsular o elemento de inserção 100 e fornecer uma interface confortável da lente de contato 150 ao olho de um usuário. [0048] Em referência aos conceitos da presente invenção, os elementos de batería podem ser formados em uma forma bidimensional, conforme mostrado em um outro exemplo da Figura 1C. Nesta representação pode haver duas regiões principais das células de bateria nas regiões do componente da bateria 165 e do segundo componente da bateria na região do elemento químico da bateria 160. Os elementos de bateria, que são descritos na forma plana na Figura 1C, podem conectar a um elemento de circuito 163 que, no exemplo da Figura 1C, pode compreender duas áreas de circuito principais 167. O elemento de circuito 163 pode se conectar ao elemento da batería em um contato elétrico 161 e um contato físico 162. A estrutura horizontal pode ser dobrada em uma estrutura cônica tridimensional conforme foi descrito na presente invenção. Nesse processo, um segundo contato eléctrico 166 e um segundo contato físico 164 podem ser usados para conectar e estabilizar fisicamente a estrutura tridimensional. Com referência à Figura 1D, uma representação dessa estrutura cônica tridimensional 180 pode ser observada. Os pontos de contato físico e elétrico 181 podem também ser observados, e a ilustração pode ser vista como uma vista tridimensional da estrutura resultante. Essa estrutura pode incluir o componente de batería e elétrico modular que será incorporado como um elemento de inserção da lente em um dispositivo bíocom-patível.

Esquemas da batería segmentada [0049] Com referência à Figura 2, um exemplo de diferentes tipos de sistemas de bateria segmentada é mostrado por um elemento da batería exemplificador para um exemplo de tipo de lente de contato. Os componentes segmentados podem estar relativamente no formato circular 271, formato quadrado 272 ou formato retangular. Nos exemplos na forma retangular, os retângulos podem ser pequenas formas retangulares 273, formas retangulares maiores 274, ou formas retangulares ainda maiores 275.

Formas personalizadas dos elementos de bateria plana [0050] Em alguns exemplos de baterias biocompatíveis, as baterias podem ser formadas como elementos planos. Com referência à Figura 3A, um exemplo de um contorno retangular 310 do elemento de bateria pode ser descrito com uma conexão do ânodo 311 e uma conexão de cátodo 312. Com referência à Figura 3B, um exemplo de um contorno retangular 330 do elemento de bateria pode ser descrito com uma conexão do ânodo 331 e uma conexão de cátodo 332. [0051] Em alguns exemplos de baterias no formato plano, os contornos da forma da bateria podem ser dimensionalmente e geometricamente configurados para se adaptarem a produtos personalizados. Além de exemplos com contornos retangulares ou circulares, contornos feitos sob encomenda com "formato livre" ou de "forma livre" podem ser formados, os quais podem permitir a configuração da bateria para ser otimizada para se ajustar no interior de um determinado produto. [0052] No caso do dispositivo biomédico exemplificador de uma ótica variável, um exemplo "de formato livre" de um contorno plano pode estar na forma arqueada. A forma livre pode ser de tal geometria que, quando formada em um formato tridimensional, pode tomar a forma de uma saia cônica anular, que encaixa dentro dos limites de construção de uma lente de contato. Pode ser claro que geometrias benéficas similares podem ser formadas onde dispositivos médicos têm exigências restritivas de formato 2D ou 3D.

Aspectos de biocompatibilidade das baterias [0053] Como um exemplo, as baterias de acordo com a presente invenção podem ter aspectos importantes relacionados à segurança e à biocompatibilidade. Em alguns exemplos, as baterias para dispositivos biomédicos podem precisar cumprir as exigências acima, e além das mesmas para cenários típicos de uso. Em alguns exemplos, os aspectos de projeto podem ser considerados relacionados aos eventos de tensão. Por exemplo, a segurança de uma lente de contato eletrônica pode precisar ser considerada no evento em que um usuário quebra a lente durante a inserção ou remoção. Em um outro exemplo, os aspectos de projeto podem considerar o potencial de um usuário ser atingido no olho por um objeto estranho. Ainda outros exemplos de condições de estresse que podem ser consideradas no desenvolví- mento de parâmetros de projeto e restrições podem estar relacionados com o potencial de um usuário usar a lente em ambientes desafiadores como o ambiente sob a água ou o ambiente em alta altitude, em exemplos não limitantes. [0054] A segurança de tal dispositivo pode ser influenciada pelos materiais com que e/ou dos quais o dispositivo é formado, pelas quantidades daqueles materiais usados na fabricação do dispositivo, e também pela embalagem aplicada para separar os dispositivos do ambiente circundando o ou no corpo. Em um exemplo, marcapassos podem ser um tipo típico de dispositivo biomédico que pode incluir uma batería e que pode ser implantado em um usuário por um período prolongado de tempo. Consequentemente, em alguns exemplos, tais marcapassos podem ser tipicamente embalados com invólucros herméticos de titânio, soldados ou em outros exemplos, múltiplas camadas de encapsulamento. Dispositivos biomédicos emergentes alimentados podem apresentar novos desafios para a embalagem, especificamente a embalagem de batería. Esses novos dispositivos podem ser muito menores que os dispositivos biomédicos existentes, por exemplo, uma lente de contato eletrônica ou câmera de pílula podem ser significativamente menores que um marcapasso. Nesses exemplos, o volume e a área disponível para embalagem podem ser muito reduzidos.

Exigências elétricas de microbaterias [0055] Outra área para considerações de projeto pode se referir às exigências elétricas do dispositivo, que podem ser fornecidas pela batería. A fim de funcionar como uma fonte de energia para um dispositivo médico, uma bateria apropriada pode precisar cumprir as exigências elétricas totais do sistema ao operar em um modo não conectado ou não externamente alimentado. Um campo crescente de dispositivos biomédicos não conectados ou não externamente alimentados pode incluir, por exemplo, lentes de contato de correção de visão, dispositivos de monitoramento de saúde, câmeras de pílula e dispositivos novos. Os desenvolvimentos recentes na tecnologia de circuito integrado (Cl) podem permitir operação elétrica significante em níveis de corrente muito baixos, por exemplo, picoamps de corrente no modo de espera e microamps de corrente operacional. Os ICs também podem permitir dispositivos muito pequenos. [0056] Microbaterias para aplicações biomédicas podem ser necessárias para cumprir muitas exigências desafiantes simultâneas. Por exemplo, pode ser necessário que a microbateria tenha a capacidade de administrar uma tensão operacional adequada em um circuito elétrico incorporado. Essa tensão operacional pode ser influenciada por vários fatores, incluindo o nó do processo de Cl, a tensão de saída do circuito a outro dispositivo e um alvo de consumo da corrente particular, que também pode se referir a um ciclo de vida do dispositivo desejado. [0057] Com relação ao processo de Cl, os nós podem tipicamente ser diferenciados pelo tamanho de recurso mínimo de um transistor, como o chamado canal do transistor. Esta característica física, juntamente com outros parâmetros de fabricação de IC como a espessura do óxido de porta, pode estar associada a um padrão de classificação resultante de voltagens de "ligação" ou de "limiar" de transistores de efeito de campo (FET) fabricados no dado nó do processo. Por exemplo, em um nó com um tamanho de recurso mínimo de 0,5 mícron, pode ser comum encontrar FETs com tensões ligadas de 5,0 V. Entretanto, em um tamanho mínimo de recurso de 90 nm, os FETs podem ligar a 1,2, 1,8 e 2,5 V. A fundição de Cl pode fornecer células padrão de blocos digitais, por exemplo, inversores e flip-flops que foram caracterizados e classificados para uso com certas faixas de tensão. Os projetistas escolheram um nó de processo de Cl com base em vários fato- res, incluindo a densidade dos dispositivos digitais, dispositivos de sinal misturado analógico/digital, corrente de fuga, camadas de fiação e disponibilidade de dispositivos especiais como FET de alta tensão. Dados esses aspectos paramétricos dos componentes elétricos, que podem remover a energia de uma microbateria, pode ser importante que a fonte de energia da microbateria seja combinada com as exigências do nó do processo escolhido e projeto do Cl, especialmente em termos de tensão e corrente disponíveis. [0058] Em alguns exemplos, um circuito elétrico alimentado por uma microbateria pode se conectar a outro dispositivo. Nos exemplos não limitadores, o circuito elétrico alimentado por microbateria pode se conectar a um atuador ou um transdutor. Dependendo da aplicação, os mesmos podem incluir um diodo emissor de luz (LED), um sensor, uma bomba do sistema microeletromecânico (MEMS), ou vários outros destes dispositivos. Em alguns exemplos, estes dispositivos conectados podem exigir condições de tensão operacional mais elevadas do que os nós de processo de Cl comuns. Por exemplo, uma lente de foco variável pode exigir 35 V para ativar. A tensão operacional fornecida pela batería pode, assim, ser uma consideração crítica ao projetar tal sistema. Em alguns exemplos deste tipo de consideração, a eficiência de um condutor de lente para produzir uma batería de 35 V a partir de uma batería de 1 V, pode ser significativamente menor do que poderia ser quando operando a partir de uma bateria de 2 V. Outras exigências, como tamanho da matriz, podem ser dramaticamente diferentes, considerando também os parâmetros operacionais da microbateria. [0059] As células de bateria individuais podem normalmente ser classificadas com voltagens de circuito aberto, carregadas e de corte. A tensão de circuito aberto é o potencial produzido pela célula de bateria com infinita resistência de carga. A tensão carregada é o potencial produzido pela célula com uma impedância de carga apropriada e, tipicamente, também especificada, colocada através dos terminais da célula. A tensão de corte é tipicamente uma tensão na qual a maioria das baterias foi descarregada. A tensão de corte pode representar uma tensão ou grau de descarga, abaixo do qual a bateria não deve ser descarregada para evitar efeitos prejudiciais, como emissão de gases em excesso. A tensão de corte pode tipicamente ser influenciada pelo circuito ao qual a bateria está conectada, não apenas a própria bateria, por exemplo, a tensão operacional mínima do circuito eletrônico. Em um exemplo, uma célula alcalina pode ter uma tensão de circuito aberto de 1,6 V, uma tensão carregada na faixa de 1,0 a 1,5 V e uma tensão de corte de 1,0 V. A tensão de um dado projeto da célula da microbateria pode depender de outros fatores da química da célula empregados. E, a química da célula diferente pode, assim, ter diferentes tensões de célula. [0060] As células podem ser conectadas em série para aumentar a tensão, entretanto, essa combinação pode apresentar desvantagens para o tamanho, resistência interna e complexidade da bateria. As células também podem ser combinadas em configurações paralelas para diminuir a resistência e aumentar a capacidade; no entanto, tal combinação pode ter desvantagem no tamanho e na vida útil. [0061] A capacidade de bateria pode ser a capacidade de uma bateria fornecer corrente, ou realizar trabalho, por um período de tempo. A capacidade da bateria pode tipicamente ser especificada em unidades, como microampere-hora. Uma bateria que pode fornecer 1 micro-ampere de corrente por 1 hora tem 1 microampere-hora de capacidade. A capacidade pode tipicamente ser elevada aumentando-se a massa (e, assim, o volume) de reagentes dentro de um dispositivo de bateria; entretanto, pode ser observado que os dispositivos biomédicos podem ser significativamente restritos ao volume disponível. A capaci- dade de batería pode também ser influenciada pelo eletrodo e material eletrolítico. [0062] Dependendo das exigências do circuito no qual a bateria está conectada, uma bateria pode ser necessária para estimular a corrente sobre uma faixa de valores. Durante o armazenamento antes do uso ativo, uma corrente de fuga na ordem de picoamps a nanoamps pode fluir através dos circuitos, interconexões e isoladores. Durante a operação ativa, o circuito pode consumir a corrente quiescente para os sensores de amostra, temporizadores e realizar tais funções de consumo baixo de energia. O consumo de corrente quiescente pode ser na ordem de nanoamps a milliamps. O circuito pode também ter demandas de corrente de pico mais elevadas, por exemplo, ao gravar uma memória flash ou comunicar por radiofrequência (RF). Essa corrente de pico pode se estender a dezenas de miliamperes ou mais. A resistência e a impedância de um dispositivo de microbateria podem também ser importantes para as considerações do projeto. [0063] A vida útil tipicamente se refere ao período de tempo que uma bateria pode sobreviver no armazenamento e ainda manter os parâmetros de funcionamento úteis. A vida útil pode ser particularmente importante para os dispositivos biomédicos por vários motivos. Os dispositivos eletrônicos podem deslocar os dispositivos não alimentados, como, por exemplo, pode ser o caso para a introdução de uma lente de contato eletrônica. Os produtos nesses espaços de mercado podem ter exigências de vida útil estabelecidas, por exemplo, três anos, devido ao cliente, cadeia de suprimentos e outras exigências. Pode ser tipicamente desejável que estas especificações não sejam alteradas para novos produtos. Os requisitos de vida útil também podem ser definidos pelos métodos de distribuição, estoque e uso de um dispositivo, incluindo uma microbateria. Consequentemente, as micro-baterias para os dispositivos biomédicos podem ter exigências de vida útil específicas, que podem ser, por exemplo, medidas em número de anos. [0064] Em alguns exemplos, os elementos de energização tridimensionais podem ser recarregáveis Por exemplo, uma bobina indutiva também pode ser fabricada na superfície tridimensional. A bobina indutiva poderia, então, ser energizada com uma base de radiofrequência ("RF"). A bobina indutiva pode ser conectada ao elemento de energização biocompatível tridimensional para recarregar o elemento de energização quando a RF é aplicada à bobina indutiva. Em um outro exemplo, fotovoltaicos também podem ser fabricados na superfície tridimensional e conectados ao elemento de energização biocompatível tridimensional. Quando expostos à luz ou fótons, os fotovoltaicos produzirão elétrons para recarregar o elemento de energização. [0065] Em alguns exemplos, uma bateria pode funcionar para fornecer uma energia elétrica para um sistema elétrico. Nesses exemplos, a bateria pode ser eletricamente conectada ao circuito do sistema elétrico. As conexões entre um circuito e uma bateria podem ser classificadas como interconexões. Estas interconexões podem se tornar cada vez mais desafiantes para microbaterias biomédicas devido a vários fatores. Em alguns exemplos, os dispositivos biomédicos podem ser muito pequenos, permitindo, assim, uma área e um volume pequenos para interconexões. As restrições de tamanho e área podem im-pactar na resistência elétrica e confiabilidade das interconexões. [0066] Em outros aspectos, uma bateria pode conter um eletrólito líquido, que poderia ferver em temperaturas altas. Essa restrição pode competir diretamente com o desejo de utilizar a interconexão, que pode, por exemplo, exigir temperaturas relativamente altas, como 250 graus Celsius para fusão. Embora em alguns exemplos a química da bateria, incluindo o eletrólito, e a fonte de calor usada para formar interconexões baseadas em solda, podem ser isoladas espacialmente entre si. Nos casos de dispositivos biomédicos emergentes, o tamanho pequeno pode excluir a separação de eletrólito e juntas de solda em distância suficiente para reduzir a condução de calor.

Interconexões [0067] As interconexões podem permitir que a corrente flua para e a partir da bateria em conexão com um circuito externo. Tais interconexões podem interagir com os ambientes dentro e fora da bateria, e podem cruzar a fronteira ou vedação entre esses ambientes. Essas interconexões podem ser consideradas como trilhos, fazendo conexões a um circuito externo, passando pela vedação da bateria e, então, se conectando aos coletores de corrente dentro da bateria. Assim, essas interconexões podem ter várias exigências. Fora da bateria, as interconexões podem parecer trilhos de circuito impresso típicos. As mesmas podem ser soldadas ou, de outro modo, conectadas a outros trilhos. Em um exemplo onde a bateria é um elemento físico separado de uma placa de circuito que compreende um circuito integrado, a in-terconexão da bateria pode permitir a conexão ao circuito externo. Essa conexão pode ser formada com solda, fita condutiva, tinta condutiva ou epóxi, ou outros meios. Os trilhos de interconexão podem precisar sobreviver no ambiente fora da bateria, por exemplo, sem corrosão na presença de oxigênio. [0068] Conforme uma interconexão passa pela vedação da bateria, pode ser de crítica importância que a interconexão coexista com a vedação e permita a vedação. Pode ser necessário adesão entre a vedação e a interconexão, além da adesão que pode ser necessária entre a vedação e a embalagem da bateria. A integridade da vedação pode precisar ser mantida na presença de eletrólito e outros materiais dentro da bateria. As interconexões, que podem tipicamente ser metálicas, podem ser conhecidas como pontos de falha na embalagem da bateria. O potencial elétrico e/ou fluxo da corrente podem aumentar a tendência do eletrólito "se arrastar" ao longo da interconexão. Consequentemente, uma interconexão pode precisar ser fabricada para manter a integridade da vedação. [0069] Dentro da batería, as interconexões podem fazer interface com os coletores de corrente ou podem formar realmente os coletores de corrente. Nesse sentido, a interconexão pode precisar atender às exigências dos coletores de corrente, conforme descrito aqui, ou pode precisar formar uma conexão elétrica nesses coletores de corrente. [0070] Uma classe de interconexões candidatas e coletores de corrente é folhas metálicas. Tais folhas são disponíveis na espessura de 25 mícrons ou menos, o que as tornam adequadas para baterias muito finas. Tais folhas podem também ser obtidas com baixa aspereza de superfície e baixa contaminação: dois fatores que podem ser críticos para o desempenho da bateria. Essas folhas metálicas incluem zinco, níquel, latão, cobre, titânio, outros metais e várias ligas.

Eletrólito [0071] Um eletrólito é um componente de uma bateria que facilita para que uma reação química ocorra entre os materiais químicos dos eletrodos. Os típicos eletrólitos podem ser eletroquimicamente ativos aos eletrodos, por exemplo, permitindo que as reações de oxidação e redução ocorram. Em alguns exemplos, essa importante atividade ele-troquímica pode fazer um desafio para criar dispositivos que sejam bi-ocompatíveis. Por exemplo, hidróxido de potássio (KOH) pode ser um eletrólito geralmente usado em células alcalinas. Em alta concentração, o material tem um alto pH e pode interagir desfavoravelmente com vários tecidos vivos. Por outro lado, em alguns exemplos, os eletrólitos podem ser empregados, sendo que podem ser menos eletroquimicamente ativos; entretanto, esses materiais podem tipicamente resultar no desempenho elétrico reduzido, como tensão da célula reduzida e resistência da célula elevada. Consequentemente, um aspec- to principal do projeto e da engenharia de uma microbateria biomédica pode ser o eletrólito. Pode ser desejável que o eletrólito seja suficientemente ativo para cumprir as exigências elétricas, enquanto também seja relativamente seguro para uso dentro ou sobre o corpo. [0072] Vários cenários de teste podem ser usados para determinar a segurança dos componentes de batería, em particular, eletrólitos, em células vivas. Esses resultados, em conjunto com os testes da embalagem da batería, podem permitir o projeto da engenharia de um sistema de batería que pode atender às exigências. Por exemplo, ao desenvolver uma lente de contato energizada, os eletrólitos da batería podem ser testados em um modelo celular da córnea humana. Esses testes podem incluir experimentos na concentração do eletrólito, tempo de exposição e aditivos. Os resultados destes testes podem indicar o metabolismo da célula e outros aspectos fisiológicos. Testes também podem incluir testes em animais e humanos in vivo. [0073] Os eletrólitos para uso na presente invenção podem incluir cloreto de zinco, acetato de zinco, acetato de amônio e cloreto de amônio em concentrações de massa de aproximadamente 0,1 por cento a 50 por cento, e, em um exemplo não limitador, pode ser aproximadamente 25 por cento. As concentrações específicas podem depender da atividade eletroquímica, desempenho da batería, vida útil, integridade de vedação e biocompatibilidade. [0074] Em alguns exemplos, várias classes de aditivos podem ser usadas na composição de um sistema de bateria. Os aditivos podem ser misturados na base de eletrólito para alterar suas características. Por exemplo, agentes gelificantes, como ágar, podem reduzir a capacidade do eletrólito de vazar da embalagem, assim, aumentando a segurança. Os inibidores de corrosão podem ser adicionados ao eletrólito, por exemplo, para melhorar a vida útil, reduzindo a dissolução in-desejada do ânodo de zinco no eletrólito. Esses inibidores podem posi- tivamente ou adversamente afetar o perfil de segurança da bateria. Agentes umidificantes ou tensoativos podem ser adicionados, por exemplo, para permitir que o eletrólito umedeça o separador ou seja preenchido na embalagem da bateria. Novamente, esses agentes umidificantes podem ser positivos ou negativos quanto à segurança. A adição de tensoativo ao eletrólito pode aumentar a impedância elétrica da célula. Consequentemente, a concentração mais baixa de tensoativo para atingir a umidificação desejada ou outras propriedades deve ser utilizada. Os tensoativos exemplificadores podem incluir Triton™ X-100, Triton™ QS44 e Dowfax™ 3B2 em concentrações de 0,01 por cento a 2 por cento. [0075] Novos eletrólitos que estão também surgindo podem melhorar muito o perfil de segurança das microbaterias biomédicas. Por exemplo, uma classe de eletrólitos sólidos pode ser inerentemente resistente ao vazamento, enquanto ainda oferece desempenho elétrico adequado. [0076] As baterias utilizando eletrólito de "água salgada" são geralmente usadas nas células reservas para uso marítimo. Torpedos, boias e luzes de emergência podem utilizar essas baterias. As células reservas são baterias nas quais os materiais ativos, os eletrodos e eletrólitos são separados até o tempo de uso. Devido a essa separação, a "autodescarga" das células é muito reduzida e a vida útil é muito elevada. As baterias de água salgada podem ser projetadas de uma variedade de materiais de eletrodo, incluindo zinco, magnésio, alumínio, cobre, latão, dióxido de manganês e óxido de prata. O eletrólito pode ser água do oceano real, por exemplo, água do oceano inundando a bateria sob contato, ou pode ser uma formulação salina especialmente fabricada. Esse tipo de bateria pode ser particularmente útil em lentes de contato. Um eletrólito salino pode ter biocompatibilidade superior a eletrólitos clássicos, como hidróxido de potássio e cloreto de zinco. As lentes de contato são armazenadas em uma "solução de embalagem", que é tipicamente uma mistura de cloreto de sódio, talvez com outros sais e agentes de tamponamento. Essa solução foi demonstrada como um eletrólito de bateria em combinação com um ânodo de zinco e dióxido de cátodo de manganês. Outras combinações de eletrólito e eletrodo são possíveis. Uma lente de contato que usa uma bateria de "água salgada" pode compreender um eletrólito com base em cloreto de sódio, solução de embalagem, ou ainda um eletrólito especialmente fabricado semelhante ao fluido lacrimal. Tal bateria podería, por exemplo, ser ativada com solução de embalagem, manter uma abertura ao olho e continuar operando com exposição a lágrimas humanas. [0077] Além disso, ou em vez disso, possíveis benefícios para bio-compatibilidade com o uso de um eletrólito mais semelhante a lágrimas, ou realmente usando lágrimas, uma célula reserva pode ser usada para atender às exigências de vida útil de um produto de lente de contato. As lentes de contato típicas são especificadas para armazenamento de 3 anos ou mais. Este é um requisito desafiador para uma bateria com uma embalagem pequena e fina. A célula reserva para o uso em uma lente de contato pode ter um design similar àquele mostrado nas Figuras 1 e 3, mas o eletrólito pode não ser adicionado no momento da fabricação. O eletrólito pode ser armazenado em uma ampola dentro da lente de contato e conectado à bateria, ou a salina ao redor da bateria pode ser usada como o eletrólito. Dentro da lente de contato e embalagem da bateria, uma válvula ou porta podem ser projetadas para separar o eletrólito dos eletrodos até o usuário ativar as lentes. Mediante ativação, talvez simplesmente beliscando a borda da lente de contato similar à ativação de um bastão fluorescente, o eletrólito pode fluir para a bateria e formar uma via iônica entre os eletrodos. Isto pode envolver uma única transferência do eletrólito ou pode expor a bateria para difusão continuada. [0078] Alguns sistemas de batería podem usar ou consumir eletró-lito durante a reação química. Consequentemente, pode ser necessário projetar um determinado volume de eletrólito no sistema embalado. Esse eletrólito pode ser armazenado em várias localizações, incluindo o separador ou um reservatório. [0079] Em alguns exemplos, um projeto de um sistema de batería pode incluir um componente, ou componentes, que podem funcionar para limitar a capacidade de descarga do sistema de batería. Por exemplo, pode ser desejável projetar os materiais e quantidades de materiais do ânodo, cátodo, ou eletrólito de modo que um deles possa ser esgotado primeiro durante o curso das reações no sistema de batería. Neste exemplo, a depleção de um dentre o ânodo, cátodo ou eletrólito pode reduzir o potencial para descarga problemática e reações colaterais não ocorrem em tensões de descarga menores. Essas reações problemáticas podem produzir, por exemplo, gás excessivo ou subprodutos que poderíam ser prejudiciais à segurança e outros fatores.

Componentes da batería modular [0080] Em alguns exemplos, um componente de batería modular pode ser formado de acordo com alguns aspectos e exemplos da presente invenção. Nesses exemplos, o conjunto da batería modular pode ser um componente separado de outras partes do dispositivo biomédi-co. No exemplo de um dispositivo de lente de contato oftálmica, esse projeto pode incluir uma bateria modular que é separada do resto de uma inserção de mídia. Pode haver várias vantagens para formar um componente de bateria modular. Por exemplo, no exemplo da lente de contato, um componente de bateria modular pode ser formado em um processo não integrado que pode aliviar a necessidade de gerenciar componentes plásticos ópticos rígidos tridimensionalmente formados. Além disso, as fontes de fabricação podem ser mais flexíveis e podem operar em um modo mais paralelo à fabricação de outros componentes no dispositivo biomédico. Além disso, a fabricação dos componentes de batería modular pode ser dissociada das características de dispositivos em formato tridimensional (3D). Por exemplo, nas aplicações que exigem formas finais tridimensionais, um sistema de batería modular pode ser fabricado em um plano ou em uma perspectiva aproximadamente bidimensional (2D), e, então, formado na forma tridimensional correta. Um componente de batería modular pode ser testado independentemente do resto do dispositivo biomédico, e a perda de rendimento devido aos componentes de bateria pode ser classificada antes da montagem. O componente de bateria modular resultante pode ser utilizado em várias construções do elemento de inserção do meio que não têm uma região rígida apropriada na qual os componentes de bateria possam ser formados; e, em outro exemplo, o uso de componentes de bateria modular pode facilitar o uso de diferentes opções de tecnologias de fabricação que podem, de outra forma, ser utilizadas, como tecnologia com base em manta (rolo para rolo), tecnologia com base em lâmina (lâmina para lâmina), impressão, litografia e processamento por "rodo". Em alguns exemplos de uma bateria modular, o aspecto de contenção discreta de tal dispositivo pode resultar em material adicional a ser adicionado em toda a construção de dispositivo biomédico. Tais efeitos podem definir uma restrição para o uso de soluções da bateria modular quando os parâmetros de espaço disponível exigem espessura ou volume de soluções minimizados. [0081] As exigências de formato da bateria podem ser acionadas, pelo menos em parte, pela aplicação na qual a bateria deverá ser usada. Os fatores de forma da bateria tradicionais podem ser formas cilíndricas ou prismas retangulares, feitos de metal, e podem ser orientados em direção aos produtos que exigem grandes quantidades de energia por longas durações. Essas aplicações podem ser grandes suficientes para que possam compreender baterias de fator de forma grande. Em um outro exemplo, as baterias planas em estado sólido (2D) são prismas retangulares finos, tipicamente formados sob silicone ou vidro inflexível. Estas baterias no estado sólido planas podem ser formadas em alguns exemplos usando tecnologias de processamento de pastilha de silício. Em um outro tipo de fator de forma de bateria, baterias de baixa potência, flexíveis podem ser formadas em uma construção de bolsa, usando finas folhas metálicas ou plástico para conter a química da bateria. Essas baterias podem ser feitas planas (2D) e podem ser projetadas para funcionar quando curvadas a uma curvatura modesta fora do plano (3D). [0082] Em algumas das aplicações de exemplos da bateria na presente invenção, onde a bateria pode ser empregada em uma lente óptica variável, o fator de forma pode exigir uma curvatura tridimensional do componente de bateria onde um raio dessa curvatura pode estar na ordem de aproximadamente 8,4 mm. A natureza de tal curvatura pode ser considerada relativamente íngreme, e, por referência, pode se aproximar do tipo de curvatura observado em uma ponta de dedo humano. A natureza de uma curvatura relativa íngreme cria aspectos desafiantes para fabricação. Em alguns exemplos da presente invenção, um componente de bateria modular pode ser desenhado de modo que possa ser fabricado em uma forma plana bidimensional e, então, formado em uma forma tridimensional da curvatura relativa alta. Espessura do módulo da bateria [0083] Ao projetar os componentes de bateria para aplicações bi-omédicas, compensações entre os vários parâmetros podem ser feitas, equilibrando as exigências técnicas, de segurança e funcionais. A espessura do componente de bateria pode ser um parâmetro importante e limitador. Por exemplo, em uma aplicação de lente óptica, a capacidade de um dispositivo ser confortavelmente desgastado por um usuário pode ter uma dependência crítica da espessura através do dispositivo biomédico. Portanto, pode ser crítico permitir aspectos na concepção de batería para resultados mais finos. Em alguns exemplos, a espessura da batería pode ser determinada pelas espessuras combinadas das espessuras das folhas superior e inferior, lâminas es-paçadoras e camada adesiva. Os aspectos práticos de fabricação podem conduzir certos parâmetros da espessura do filme para valores padrão no estoque de lâmina disponível. Além disso, os filmes podem ter valores mínimos de espessura aos quais os mesmos podem ser especificados com base em considerações técnicas referentes à compatibilidade química, umidade/impermeabilidade a gás, acabamento da superfície e compatibilidade com revestimentos que podem ser depositados sobre as camadas de filme. [0084] Em alguns exemplos, uma espessura desejada ou alvo de um componente de batería finalizado pode ser uma espessura de componente que seja menor que 220 pm. Nesses exemplos, essa espessura desejada pode ser conduzida pela geometria tridimensional de um dispositivo de lente oftálmica exemplificador onde o componente de bateria pode precisar ser encaixado dentro do volume disponível, definido por uma forma de lente de hidrogel, dado o conforto do usuário final, a biocompatibilidade e as restrições de aceitação. Esse volume e seu efeito nas necessidades do componente de espessura da bateria podem ser uma função de especificação de espessura total de dispositivo, bem como de especificação de dispositivo referente à sua largura, ângulo de conicidade e diâmetro interno. Uma outra consideração de projeto importante para o projeto de componente de bateria resultante pode se referir ao volume disponível para químicas de bateria ativa e materiais em um dado projeto do componente de bateria com relação à energia química resultante que pode resultar desse projeto. Essa energia química resultante pode então ser equilibrada para as exigências elétricas de um dispositivo biomédico funcional para sua vida útil alvo e condições operacionais alvo.

Flexibilidade do módulo de bateria [0085] Em outra dimensão de relevância ao projeto da bateria e ao projeto dos dispositivos relacionados que utilizam fontes de energia com base em bateria é a flexibilidade do componente de bateria. Pode haver várias vantagens conferidas por formas de bateria flexíveis. Por exemplo, um módulo de bateria flexível pode facilitar a capacidade previamente mencionada de fabricar a forma de bateria em uma forma plana bidimensional (2D). A flexibilidade da forma pode permitir que a bateria bidimensional seja, então, formada em um formato apropriado 3D para encaixar em um dispositivo biomédico, como uma lente de contato. [0086] Em um outro exemplo dos benefícios que podem ser conferidos pela flexibilidade no módulo de bateria, se a bateria e o dispositivo subsequente forem flexíveis, então, pode haver vantagens referentes ao uso do dispositivo. Em um exemplo, uma forma de lente de contato de um dispositivo biomédico pode ter vantagens para inser-ção/remoção do elemento de inserção do meio com base na lente de contato que podem estar mais próximas da inserção/remoção de uma lente de contato de hidrogel não preenchida padrão. [0087] O número de dobramentos pode ser importante ao criar a bateria. Por exemplo, uma bateria que pode se flexionar apenas uma vez, de uma forma plana para um formato adequado para uma lente de contato, pode ter projeto significativamente diferente de uma bateria capaz de múltiplas flexões. A flexão da bateria pode também se estender além da capacidade para mecanicamente sobreviver ao evento de flexão. Por exemplo, um eletrodo pode ser fisicamente capaz de se flexionar sem se quebrar, mas as propriedades mecânicas e eletro-químicas do eletrodo podem ser alteradas pela flexão. As mudanças induzidas pela flexão podem aparecer instantaneamente, por exemplo, como mudanças na impedância, ou a flexão pode introduzir mudanças que são evidentes apenas em testes de vida útil a longo prazo.

Largura do módulo de batería [0088] Pode haver várias aplicações nas quais os elementos de energização biocompatíveis ou baterias da presente invenção podem ser utilizados. No geral, a exigência de largura da batería pode ser amplamente uma função da aplicação na qual está aplicada. Em um caso exemplificador, um sistema de batería de lente de contato pode ter necessidades restritas para a especificação da largura de um componente de bateria modular. Em alguns exemplos de um dispositivo oftáimico, onde o dispositivo tem uma função óptica variável alimentada por um componente de bateria, a porção óptica variável do dispositivo pode ocupar uma região esférica central de cerca de 7,0 mm de diâmetro. Os elementos de bateria exemplificadores podem ser considerados como um objeto tridimensional, que se encaixa como uma saia anular, cônica ao redor da óptica central e formada em um anel cônico truncado. Se o diâmetro máximo necessário do elemento de inserção rígido for um diâmetro de 8,50 mm e tangência a uma certa esfera do diâmetro puder ser direcionada (como, por exemplo, em um diâmetro de aproximadamente 8,40 mm), então, a geometria pode ditar qual a largura permissível da bateria. Pode haver modelos geométricos que podem ser úteis para calcular as especificações desejáveis para a geometria resultante que, em alguns exemplos, pode ser chamada de tronco cônico achatado em um setor de um ânulo. [0089] A largura da bateria achatada pode ser conduzida por dois recursos do elemento de bateria, os componentes ativos de bateria e a largura de vedação. Em alguns exemplos referentes aos dispositivos oftálmicos, uma espessura alvo pode estar entre 0,100 mm e 0,500 mm cada lado, e os componentes ativos de bateria podem ser direcio- nados a aproximadamente 0,800 mm de largura. Outros dispositivos biomédicos podem ter restrições de projeto diferentes, mas os princípios para elementos de batería planos flexíveis podem ser aplicados de forma similar.

Cavidades como elementos de projeto no projeto do componente de batería [0090] Em alguns exemplos, os elementos de batería podem ser projetados em formas que segmentem as regiões de química da batería ativa. Pode haver várias vantagens da divisão dos componentes ativos de batería em segmentos discretos. Em um exemplo não limitador, a fabricação de elementos discretos e semelhantes pode facilitar a produção dos elementos. A função dos elementos de batería, incluindo vários elementos menores, pode ser melhorada. Defeitos de vários tipos podem ser segmentados, e elementos não funcionais podem ser isolados em alguns casos para resultar na perda reduzida de função. Isso pode ser relevante nos exemplos onde a perda de eletrólito de batería pode ocorrer. O isolamento de componentes individualizados pode permitir um defeito que resulta no vazamento de eletrólitos fora das regiões críticas da batería para limitar a perda de função para esse pequeno segmento do elemento de batería total, enquanto a perda de eletrólito através do defeito poderia esvaziar uma região significativamente maior para baterias configuradas como uma única célula. Células menores podem resultar no volume reduzido de químicas de batería ativas em toda uma perspectiva, mas a rede de material ao redor de cada uma das células menores pode resultar em um fortalecimento de toda a estrutura.

Vedações internas do elemento de batería [0091] Em alguns exemplos dos elementos de batería para uso em dispositivos biomédicos, a ação química da bateria envolve química aquosa, onde água, ou umidade, é um constituinte importante para controlar. Assim, pode ser importante incorporar mecanismos de vedação que retardem ou impeçam o movimento de umidade tanto fora quanto dentro do corpo da bateria. Barreiras de umidade podem ser projetadas para manter o nível de umidade interna em um nível projetado, dentro de certa tolerância. Em alguns exemplos, a barreira à umidade pode ser dividida em duas seções ou componentes, a saber, a embalagem e a vedação. [0092] A embalagem pode referir-se ao material principal do fechamento. Em alguns exemplos, a embalagem pode ser composta de um material a granel. Uma Taxa de Transmissão de Vapor dÁgua (WVTR) pode ser um indicador de desempenho, com normas ISO, ASTM que controlam o procedimento de teste, incluindo as condições ambientais operantes durante o teste. De forma ideal, a WVTR para uma boa embalagem da bateria pode ser "zero". Os materiais exempli-ficadores com uma WVTR quase zero podem ser vidro e folhas metálicas. Plásticos, por outro lado, podem ser inerentemente porosos à umidade e podem variar significativamente para diferentes tipos de plástico. Os materiais criados, laminados, ou coextrudados podem geralmente ser híbridos dos materiais de embalagem comuns. [0093] A vedação pode ser a interface entre duas das superfícies de embalagem. A conexão das superfícies de vedação finaliza o fechamento com a embalagem. Em muitos exemplos, a natureza dos projetos de vedação pode torná-los difíceis de caracterizar quanto a WVTR da vedação devido à dificuldade ao realizar medições usando uma norma ISO ou ASTM, como o tamanho da amostra ou área superficial podem não ser compatíveis com esses procedimentos. Em alguns exemplos, uma forma prática de testar a integridade de vedação pode ser um teste funcional do projeto real da vedação em algumas condições definidas. O desempenho da vedação pode ser uma função do material de vedação, da espessura da vedação, do comprimento da vedação, da largura de vedação e da adesão da vedação ou intimidade para embalar os substratos. [0094] Em alguns exemplos, as vedações podem ser formadas por um processo de soldagem que pode envolver processamento por calor, a laser, solvente, atrito, ultrassônico ou de arco. Em outros exemplos, as vedações podem ser formadas através do uso de vedantes adesivos, como colas, epóxis, acrílicos, borracha natural e borracha sintética. Outros exemplos podem derivar da utilização de material tipo guarnição, que pode ser formado de cortiça, borracha natural e sintética, poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), polipropileno e silicones, para mencionar alguns exemplos não limitadores. [0095] Em alguns exemplos, as baterias de acordo com a presente invenção podem ser projetadas para ter uma vida operacional especificada. A vida operacional pode ser estimada determinando-se uma quantidade prática de permeabilidade de umidade que pode ser obtida usando um sistema de batería particular e, então, estima-se quando tal vazamento de umidade pode resultar em uma condição de fim da vida útil para a bateria. Por exemplo, se uma batería é armazenada em um ambiente úmido, então, a diferença da pressão parcial entre as partes interna e externa da bateria será mínima, resultando em uma taxa de perda de umidade reduzida e, assim, a vida da bateria pode ser estendida. A mesma bateria exemplificadora armazenada em um ambiente particularmente seco e quente pode ter uma vida útil significativamente reduzida devido à forte função de condução para perda de umidade. Separadores do elemento de bateria [0096] As baterias do tipo descrito na presente invenção podem utilizar um material separador que separa fisicamente e eletricamente o ânodo e as porções coletoras de corrente anódica do cátodo e das porções coletoras de corrente catódica. O separador pode ser uma membrana que é permeável a água e componentes de eletrólito dis- solvidos; entretanto, pode tipicamente ser eletricamente não conduto-ra. Enquanto uma miríade de materiais separadores comercialmente disponíveis pode ser conhecida aos versados na técnica, o fator de forma inovador da presente invenção pode apresentar restrições exclusivas na tarefa de seleção do separador, processamento e manuseio. [0097] Visto que os desenhos da presente invenção podem ter perfis ultrafinos, a escolha pode ser limitada aos materiais separadores mais finos tipicamente disponíveis. Por exemplo, os separadores de aproximadamente 25 mícrons de espessura podem ser desejáveis. Alguns exemplos que podem ser vantajosos podem ser cerca de 12 mícrons de espessura. Pode haver vários separadores comerciais aceitáveis que incluem membranas separadoras de monocamada de polietileno microporoso microfibrilado e/ou tricamada de polipropiieno-polietileno-polipropileno (PP/PE/PP), como as produzidas pela Celgard (Charlotte, NC). Um exemplo desejável de material separador pode ser a membrana tricamada da Celgard M824 PP/PE/PP, que tem uma espessura de 12 mícrons. Os exemplos alternativos de materiais separadores úteis para exemplos da presente invenção podem incluir membranas separadoras que incluam celulose regenerada (por exemplo, celofane). [0098] Enquanto as membranas separadoras de tricamada de PP/PE/PP podem ter espessura e propriedades mecânicas vantajosas, devido ao seu caráter poliolefínico, as mesmas podem também apresentar um número de desvantagens que podem precisar ser superadas para tornar as mesmas úteis nos exemplos da presente invenção. O rolo ou o estoque de folhas de materiais separadores de camada tripla de PP/PE/PP podem ter numerosas rugas ou outros erros de forma que podem ser prejudiciais para as tolerâncias em nível de mí-cron aplicáveis às baterias descritas na presente invenção. Além dis- so, os separadores de poliolefina podem precisar ser cortados para tolerâncias ultraprecisas para inclusão nos presentes desenhos, o que pode implicar no corte a laser como um método exemplificador para formar coletores de corrente discretos em formas desejáveis com tolerâncias limitadas. Devido ao caráter poliolefínico destes separadores, certos lasers de corte úteis para microfabricação podem empregar comprimentos de onda a laser, por exemplo, 355 nm, que não cortarão as poliolefinas. As poliolefinas não absorvem consideravelmente a energia a laser, e são, assim, não ablactáveis. Finalmente, os separadores de poliolefina podem não ser inerentemente molháveis por ele-trólitos aquosos usados nas baterias aqui descritas. [0099] No entanto, pode haver métodos para superar estas limitações inerentes de membranas do tipo poliolefínico. A fim de apresentar uma membrana separadora microporosa em um laser de corte de alta precisão para cortar as peças em segmentos de arco ou outros projetos vantajosos do separador, a membrana pode precisar ser plana e sem rugas. Se essas duas condições não forem atendidas, a membrana separadora não pode ser completamente cortada, pois o feixe de corte pode ser inibido, como resultado da desfocagem ou, de outro modo, dispersão da energia a laser incidente. Adicionalmente, se a membrana separadora não for plana e livre de rugas, a precisão da forma e as tolerâncias geométricas da membrana separadora podem não ser suficientemente obtidas. As tolerâncias permissíveis para os separadores dos exemplos atuais podem ser, por exemplo, +0 mícrons e -20 mícrons com relação aos comprimentos característicos e/ou raios. Pode haver vantagens para tolerâncias mais limitadas de +0 mícrons e -10 mícrons, e ainda para tolerâncias de +0 mícrons e -5 mícrons. O material de estoque separador pode ser feito plano e sem rugas laminando-se temporariamente o material em um veículo de vidro flotado com um líquido de baixa volatilidade apropriado. Os líquidos de baixa volatilidade podem ter vantagens sobre os adesivos temporários devido à fragilidade da membrana separadora e devido à quantidade de tempo de processamento que pode ser necessária para liberar a membrana separadora de uma camada adesiva. Além disso, em alguns exemplos, foi observado que a obtenção de uma membrana separadora plana e isenta de rugas sobre vidro flotado usando um líquido é muito mais fácil do que usando um adesivo. Antes da lamina-ção, a membrana separadora pode ser feita sem particulados. Isso pode ser obtido pela limpeza ultrassônica da membrana separadora para desalojar quaisquer particulados aderentes à superfície. Em alguns exemplos, o manuseio de uma membrana separadora pode ser feito em um ambiente com baixo teor de partículas adequado, como câmara de fluxo laminar ou uma sala limpa de, pelo menos, classe 10.000. Além disso, o substrato de vidro flotado pode ser feito para que seja livre de particulados lavando-se com um solvente apropriado, limpeza ultrassônica e/ou limpeza com panos de limpeza limpos. [0100] Enquanto uma ampla variedade de líquidos de baixa volatilidade pode ser usada para a finalidade mecânica de laminar membranas separadoras de poliolefina microporosa em um veículo de vidro flotado, exigências específicas podem ser impostas ao líquido para facilitar o corte a laser subsequente das formas do separador discreto. Uma exigência pode ser que o líquido tenha uma tensão superficial baixa o suficiente para embeber os poros do material separador, o que pode facilmente ser verificado pela inspeção visual. Em alguns exemplos, o material separador se passa de uma cor branca para uma aparência transparente quando o líquido preenche os microporos do material. Pode ser desejável escolher um líquido que possa ser benigno e "seguro" para trabalhadores que forem expostos à preparação e às operações de corte do separador. Pode ser desejável escolher um líquido cuja pressão de vapor possa ser baixa o suficiente, de modo que a evaporação agradável não ocorra durante a escala de tempo de processamento (na ordem de 1 dia). Finalmente, em alguns exemplos, o líquido pode ter potência de solvência suficiente para dissolver os ab-sorvedores de UV vantajosos que podem facilitar a operação de corte a laser. Em um exemplo, foi observado que uma solução de 12 por cento (p/p) de absorvedor de UV de avobenzona em solvente de ben-zoato de benzilo pode atender às exigências previamente mencionadas e pode estar suscetível a facilitar o corte a laser de separadores de poliolefina com alta precisão e tolerância em curta ordem sem um número excessivo de passos do feixe de laser de corte. Em alguns exemplos, os separadores podem ser cortados com um laser no estado sólido bombeado por diodo de 8W 355 nm nanosegundos usando esta abordagem onde o laser pode ter configurações para atenuação de baixa potência (por exemplo, 3 por cento de potência), uma velocidade moderada de 1 a 10 mm/s e apenas 1 a 3 passos do feixe de laser. Embora essa composição oleosa que absorve UV tenha se provado ser um auxílio no processo de laminação e corte efetivo, outras formulações oleosas podem ser previstas pelos versados na técnica e usadas sem limitação. [0101] Em alguns exemplos, um separador pode ser cortado enquanto fixado em um vidro flotado. Uma vantagem dos separadores de corte a laser, enquanto fixados a um veículo de vidro flotado, pode ser que um número muito alto de densidade de separadores pode ser cortado de uma folha de estoque de separador; muito semelhante a matriz de semicondutor pode ser densamente disposto em matriz em uma pastilha de silício. Tal abordagem pode fornecer economia de escala e vantagens de processamento paralelas inerentes nos processos do semicondutor. Além disso, a geração de membrana separadora não aproveitável pode ser minimizada. Uma vez que os separadores tenham sido cortados, o fluido de auxílio do processo oleoso pode ser removido por uma série de etapas de extração com solventes miscí-veis, sendo que a última extração pode ser realizada com um solvente de alta volatilidade, como álcool isopropílico, em alguns exemplos. Os separadores discretos, uma vez extraídos, podem ser indefinidamente armazenados em qualquer ambiente adequado de baixo teor de partículas. [0102] Conforme previamente mencionado, as membranas sepa-radoras de poliolefina podem ser inerentemente hidrofóbicas e podem precisar ser feitas molháveis por tensoativos aquosos usados nas baterias da presente invenção. Uma abordagem para produzir as membranas separadoras úmidas pode ser tratamento por plasma de oxigênio. Por exemplo, os separadores podem ser tratados por 1 a 5 minutos em 100 por cento de plasma de oxigênio em uma ampla variedade de configurações de potência e taxas de fluxo de oxigênio. Embora essa abordagem possa melhorar a capacidade de umidificação por um tempo, pode ser bem conhecido que as modificações da superfície de plasma fornecem um efeito transiente que pode não durar tempo o suficiente para a umidificação robusta de soluções eletrolíticas. Uma outra abordagem para melhorar a capacidade de umidificação das membranas separadoras pode ser tratar a superfície incorporando-se um tensoativo adequado na membrana. Em alguns casos, o tensoativo pode ser usado em conjunto com um revestimento polimérico hidrofí-lico que permanece dentro dos poros da membrana separadora. [0103] Em uma outra abordagem, para fornecer mais permanência à capacidade hidrofílica conferida por um tratamento de plasma oxida-tivo pode ser através de tratamento subsequente com um organossila-no hidrofílico adequado. Dessa forma, o plasma de oxigênio pode ser usado para ativar e transmitir grupos funcionais por toda a área da superfície do separador microporoso. O organossilano pode, então, se ligar covalentemente e/ou aderir não covalentemente à superfície tra- tada com plasma. Em exemplos que usam um organossilano, a poro-sidade inerente do separador microporoso pode não ser consideravelmente alterada, a cobertura da superfície de monocamada pode também ser possível e desejada. Os métodos da técnica anterior que incorporam tensoativos em conjunto com revestimentos poliméricos podem exigir controles restritos sobre a quantidade real de revestimento aplicado à membrana, e podem, então, ser submetidos à variabilidade do processo. Em casos extremos, os poros do separador podem ser tornar bloqueados, assim, afetando adversamente a utilidade do separador durante a operação da célula eletroquímica. Um organossilano exemplificador útil na presente invenção pode ser (3-aminopropilajtrietóxi silano. Outros organossilanos hidrofílicos podem ser conhecidos pelos versados na técnica e podem ser usados sem limitação. [0104] Ainda um outro método para fabricar as membranas sepa-radoras úmidas pelo eletrólito aquoso pode ser a incorporação de um tensoativo adequado na formulação de eletrólito. Uma consideração na escolha de tensoativo para fabricar membranas separadoras mo-Iháveis pode ser o efeito que o tensoativo pode ter na atividade de um ou mais eletrodos dentro da célula eletroquímica, por exemplo, aumen-tando-se a impedância elétrica da célula. Em alguns casos, os tensoativos podem ter propriedades anticorrosão vantajosas, especificamente no caso de ânodos de zinco em eletrólitos aquosos. O zinco pode ser um exemplo conhecido para passar por uma reação lenta com água para liberar o gás hidrogênio, o que pode ser indesejável. Vários tensoativos podem ser conhecidos pelos versados na técnica para limitar as taxas da dita reação aos níveis vantajosos. Em outros casos, o tensoativo pode interagir tão fortemente com a superfície de eletrodo de zinco que o desempenho da bateria pode ser impedido. Consequentemente, muito cuidado pode precisar ser tomado na seleção de tipos apropriados de tensoativo e níveis de carga para garantir que a capacidade de umidificação do separador possa ser obtida sem afetar prejudicialmente o desempenho eletroquímico da célula. Em alguns casos, uma pluralidade de tensoativos pode ser usada, um estando presente para transmitir a capacidade de umidificação à membrana sepa-radora e o outro estando presente para facilitar as propriedades anti-corrosão ao ânodo de zinco. Em um exemplo, nenhum tratamento hi-drofílico é feito na membrana separadora, e um tensoativo, ou pluralidade de tensoativos, é adicionado à formulação de eletrólito em uma quantidade suficiente para afetar a capacidade de umidificação da membrana separadora. [0105] Separadores discretos podem ser integrados na microbate-ria laminar pela colocação direta em um meio para armazenamento que inclui uma cavidade, bolsa ou estrutura desenhada dentro da montagem. Desejavelmente, esse meio de armazenamento pode ser formado por uma estrutura que tem um corte, que pode ser uma compensação geométrica da forma do separador, resultando em uma cavidade, bolsa ou estrutura dentro da montagem. Além disso, o meio de armazenamento pode ter uma borda ou degrau no qual o separador fica durante a montagem. A borda, ou degrau, pode opcionalmente incluir um adesivo sensível à pressão que retém o separador discreto. Vantajosamente, o adesivo sensível à pressão pode ser o mesmo usado na construção e empilhamento de outros elementos de uma mi-crobateria laminar exemplificadora.

Adesivo sensível à pressão [0106] Em alguns exemplos, a pluralidade de componentes compreendendo as microbaterias laminares da presente invenção pode ser mantida em conjunto com um adesivo sensível à pressão (PSA) que também serve como um vedante. Enquanto uma miríade de formulações de adesivo sensível à pressão comercialmente disponíveis pode existir, essas formulações sempre incluem componentes que podem tornar os mesmos inadequados para uso dentro de uma microbateria laminar biocompatível. Os exemplos de componentes indesejados nos adesivos sensíveis à pressão podem incluir componentes de formação de depósitos de baixa massa molecular, antioxidantes, por exemplo, BHT e/ou MEHQ, óleos plastificantes, impurezas, porções oxidativa-mente instáveis que contenham, por exemplo, ligações químicas insa-turadas, solventes residuais e/ou monômeros, fragmentos de iniciador de polimerização, acentuadores de pegajosidade polares e similares. [0107] Os PSAs adequados podem, por outro lado, exibir as seguintes propriedades. Os mesmos podem ser capazes de ser aplicados para laminar os componentes para atingir finas camadas na ordem de 2 a 20 mícrons. Além disso, os mesmos podem compreender um mínimo de, por exemplo, zero componentes indesejáveis e não bio-compatíveis. Adicionalmente, os mesmos podem ter propriedades adesivas e coesivas suficientes, de modo a ligar os componentes da batería laminar juntos. E, eles podem ser capazes de fluir para as características inerentes à escala mícron em dispositivos da presente construção, proporcionando simultaneamente uma vedação robusta de eletrólito no interior da bateria. Em alguns exemplos de PSAs adequados, os PSAs podem ter uma baixa permeabilidade a vapor de água a fim de manter uma composição desejável de eletrólito aquoso dentro da bateria mesmo quando a bateria puder ser submetida a extremos de umidade por períodos de tempo prolongados. Os PSAs podem ter boa resistência química a componentes de eletrólitos, como ácidos, tensoativos e sais. Os mesmos podem ser inertes aos efeitos de imersão de água. Os PSAs adequados podem ter uma baixa permeabilidade a oxigênio para reduzir a taxa de oxidação direta, que pode ser uma forma de autodescarga, de ânodos de zinco. E, os mesmos podem facilitar uma finita permeabilidade a gás hidrogênio, que pode ser lentamente evoluída a partir dos ânodos de zinco em eletrólitos aquo-sos. Essa propriedade de finita permeabilidade a gás hidrogênio pode evitar um acúmulo de pressão interna. [0108] Em consideração a essas exigências, poli-isobutileno (PIB) pode ser um material comercialmente disponível que pode ser formulado em composições de PSA atendendo a muitas, se não todas, exigências desejáveis. Além disso, PIB pode ser um selante de barreira excelente com absorvância de água muito baixa e baixa permeabilidade ao oxigênio. Um exemplo de PIB útil nos exemplos da presente invenção pode ser Oppanol® B15 pela BASF Corporation. Oppanol® B15 pode ser dissolvido em solventes de hidrocarboneto, como tolue-no, heptano, dodecano, essências minerais e similares. Uma composição de PSA exemplar pode incluir 30 por cento de Oppanol® B15 (p/p) em uma mistura de solvente que inclui 70 por cento (p/p) de tolueno e 30 por cento de dodecano. As propriedades adesivas e reológicas de PIB com base em PSAs podem ser determinadas em alguns exemplos pela mistura de diferentes graus de massa molecular de PIB. Uma abordagem comum pode ser a usar uma maior parte de um PIB de baixa massa molar, por exemplo, Oppanol® B10, para efetuar a mo-Ihagem, a aderência e a adesão, e usar uma menor parte de PIB de alta massa molar para efetuar a robustez e a resistência ao fluxo. Consequentemente, as misturas de qualquer número de graus de massa molecular de PIB podem ser previstas e podem ser praticadas dentro do escopo da presente invenção. Além disso, acentuadores de pegajosidade podem ser adicionados à formulação de PSA desde que as exigências previamente mencionadas possam ser atendidas. Por sua própria natureza, os acentuadores de pegajosidade conferem propriedades polares às formulações de PSA, assim, os mesmos podem precisar ser usados com cuidado para não afetar adversamente as propriedades de barreira de PSA. Além disso, os acentuadores de pe- gajosidade podem, em alguns casos, ser oxidativamente instáveis, e podem incluir um antioxidante, que poderia vazar do PSA. Por essas razões, dos acentuadores de pegajosidade exemplificadores para uso em PSAs para microbaterias laminares biocompatíveis podem incluir acentuadores de pegajosidade e resina de hidrocarboneto completamente ou predominantemente hidrogenada, como a série de Regalrez de acentuadores de pegajosidade da Eastman Chemical Corporation. Considerações de embalagem e substrato adicional nos módulos de batería biocompatível [0109] Pode haver várias considerações de embalagem e substrato que podem ditar as características para projetos de embalagem usados em microbaterias laminares biocompatíveis. Por exemplo, a embalagem pode desejavelmente ser predominantemente folha e/ou filme com base onde essas camadas de embalagem podem ser o mais finas possível, por exemplo, de 10 a 50 mícrons. Além disso, a embalagem pode fornecer uma barreira de difusão suficiente para ganho ou perda de umidade durante a vida útil. Em muitos exemplos desejáveis, a embalagem pode fornecer uma barreira de difusão suficiente à entrada de oxigênio para limitar a degradação de ânodos de zinco pela oxidação direta. [0110] Em alguns exemplos, a embalagem pode fornecer uma finita trajetória de permeação ao gás hidrogênio, que pode evoluir devido à redução direta de água por zinco. E, a embalagem pode desejavelmente conter suficientemente e pode isolar os conteúdos da batería de modo que a exposição potencial a um usuário possa ser reduzida. [0111] Na presente invenção, os construtos de embalagem podem incluir os seguintes tipos de componentes funcionais: a saber, camadas de embalagem de topo e de fundo, camadas de PSA, camadas espaçadoras, zonas de interconexão, portas de preenchimento, e embalagem secundária. [0112] Em alguns exemplos, as camadas de embalagem de topo e de fundo podem ser compostas de folhas metálicas ou filmes de polímero. As camadas de embalagem de topo e de fundo podem ser compostas de construtos de filme multicamada contendo uma pluralidade de polímeros e/ou camadas de barreira. Estes construtos de filme podem ser referidos como filmes laminados de barreira coextrudada. Um exemplo de um filme laminado de barreira coextrudada comercial de utilidade particular na presente invenção pode ser suporte da 3M® Scotchpak 1109, que consiste em uma manta de veículo de polietileno tereftalato (PET), uma camada de barreira de alumínio depositada por vapor e uma camada de polietileno incluindo uma espessura média total do filme de 33 mícrons. Vários outros filmes de barreira multicamada similares podem estar disponíveis e podem ser usados em exemplos alternativos da presente invenção. [0113] Em construções de projeto que incluem um PSA, a rugosi-dade de superfície de camada de embalagem pode ser de particular importância, pois o PSA também pode precisar vedar faces opostas da camada de embalagem. A rugosidade de superfície pode resultar dos processos de fabricação usados em produção de folha metálica e filme, por exemplo, processos que empregam rolamento, extrusão, go-fragem e/ou calandragem, entre outros. Se a superfície for áspera demais, pode ser que o PSA não possa ser aplicado em uma espessura uniforme quando a espessura desejada do PSA puder estar na ordem do Ra de aspereza de superfície (a média aritmética do perfil de aspereza). Além disso, PSAs podem não vedar completamente contra uma superfície oposta se a superfície oposta tiver rugosidade que possa estar na ordem da espessura da camada de PSA. Na presente invenção, os materiais de embalagem que têm uma rugosidade de superfície, Ra, menor que 10 mícrons podem ser exemplos aceitáveis. Em alguns exemplos, os valores de rugosidade de superfície podem ser 5 mícrons ou menos. E, ainda em outros exemplos, a rugosidade de superfície pode ser 1 mícron ou menos. Os valores de rugosidade de superfície podem ser medidos por uma variedade de métodos, incluindo, mas não se limitando a, técnicas de medição, como interferometria de luz branca, perfilometria por agulha e similares. Pode haver muito exemplos na técnica de metrologia da superfície em que a rugosidade de superfície pode ser descrita por inúmeros parâmetros alternativos e em que os valores de rugosidade de superfície média, Ra, aqui discutidos podem ser para representação dos tipos de recursos inerentes aos processos de fabricação previamente mencionados. Processamento ilustrado exemplificador da enerqizacão biocompatível -separador colocada [0114] Um exemplo das etapas que podem ser envolvidas no processamento dos elementos de energização biocompatíveis é encontrado nas Figuras 4A a 4N. O processamento em algumas das etapas exemplificadoras é encontrado nas figuras individuais. Na Figura 4A, uma combinação de um espaçador de cátodo de PET 401 e um espa-çador com vão de PET 404 pode ser ilustrada. O espaçador de cátodo de PET 401 pode compreender um filme de PET 403 que, por exemplo, pode ter aproximadamente 76 mícrons (3 13 mícron () de espessura). Em qualquer dos lados da camada de PET podem ser encontradas camadas de PSA, e estas camadas adesivas podem ser cobertas com camadas de PVDF de liberação, como 402 que podem ter aproximadamente 25 mícrons (1 mil) de espessura. O espaçador com vão de PET 404 pode ser formado de uma camada de PVDF 409 que pode ter aproximadamente 76 mícrons (3miis) de espessura. Pode haver uma camada PET de topo 405 que pode ter aproximadamente 13 mícrons (0,6 mils) de espessura. Em alguns exemplos, uma camada de PSA pode estar entre a camada de PVDFD 409 e a camada de topo de PET 405. [0115] Prosseguindo para a Figura 4B, um orifício 406 na camada espaçadora com vão 404 pode ser cortado por tratamento com corte a laser. A seguir, na Figura 4C, a camada espaçadora com vão 404 pode ser laminada 408 à camada espaçadora de cátodo 401, por exemplo, por remoção de um ou mais revestimentos de liberação de modo que o PSA pode ligar as camadas juntas. Prosseguindo para a Figura 4D, um orifício do espaçador de cátodo 410 pode ser cortado por tratamento de corte a laser. O alinhamento desta etapa de corte pode ser registrado aos recursos anteriormente cortados na camada espaçadora com vão 404. Na Figura 4E, o separador pode ser formado por uma camada de Celgard 412, ou outro material separador adequado, como filme de polímero, celulose, ou fibras tecidas, que pode ser ligada a um veículo. Prosseguindo para a Figura 4F, o material de Celgard pode ser cortado em tamanhos que estão entre o tamanho dos orifícios cortados a laser anteriores, e aproximadamente o tamanho do orifício do espaçador de vão de PET, formando um separador pré-cortado 420. Prosseguindo para a Figura 4G, uma ferramenta de braços manipuladores do tipo "pick-and-place" 421 pode ser usada para pegar e colocar as peças discretas de Celgard em suas localizações desejadas nos dispositivos de produção. Na Figura 4H, os pedaços de Celgard colocados 422 são fixos no local por, por exemplo, pressionamento em uma camada de PSA, e então camada de liberação de PVDF 423 pode ser removida. Prosseguindo para a Figura 4I, a estrutura dos dispositivos de produção pode ser ligada a um filme do ânodo 425. O ânodo pode compreender um filme coletor do ânodo sobre o qual um filme de ânodos de zinco foi eletrodepositado.

Formação de péletes de material de cátodo [0116] Pode haver vários métodos exemplificadores para formas péletes de material de cátodo para inserção ou incorporação posterior em elementos de bateria biocompatíveis. Prosseguindo para a Figura 4J, um primeiro exemplo é representado em que péletes de cátodo são formados por "processamento por rodo" de uma pasta fluida de mistura de cátodo. Uma máscara 432 contendo orifícios pode ser usada para definir posições a serem preenchidas com a pasta fluida para cátodo 431 quando um rodo 430 é deslizado na superfície da máscara após a deposição da pasta fluida sobre a máscara. O desenho mostra a pasta fluida para cátodo 431 depositada no orifício preenchido e também atrás do rodo 430. A máscara contendo orifícios 432 pode então ser removida do substrato 433 conforme ilustrado na transição da Figura 4K para a Figura 4P. O resultado pode ser moldes de péletes individuais 452 que após processamento adicional podem ser formados em péletes úteis de material de cátodo. [0117] Um outro exemplo de um método de formação de péletes é encontrado em referência à Figura 4L, onde uma pasta fluida espessa de materiais de cátodo pode ser contida em um dispositivo de extrusão 440 onde ocorre a extrusão da pasta fluida para cátodo em um depósito na forma de um pélete conforme representado na Figura 4M para um substrato subjacente 433. O pélete e o substrato podem ser subsequentemente processados como na Figura 4P conforme discutido em seções anteriores. [0118] Um outro exemplo de um método de formação de péletes é encontrado em referência à Figura 4N, onde uma camada de material de cátodo 441 pode ser formada sobre um substrato subjacente 433. No tipo do exemplo 4N, os péletes de cátodo podem ser recortados da camada. Pode haver várias maneiras de recortar os péletes, como a ação de uma lâmina de faca, ou de uma matriz para cortem formados em formatos de péletes. Em outros exemplos, o corte pode ser feito por aparelhos, como ferramentas de corte a laser, ferramenta de corte com jato de água, e similares. Em um outro exemplo, conforme representado, um recurso de mascaramento 442, pode ser formado na ca- mada de material de cátodo. A camada pode compreender resina fo-torresistente, por exemplo, onde os meios de processamento de imagem da camada de máscara podem incluir fotomascaramento, formação de imagens por feixe de elétrons, formação de imagens por laser, e similares. Após a formação da máscara, um processo de desbaste pode ser realizado como na Figura 40. O desbaste pode incluir corrosão por íon reativo ou corrosão química a úmido, como exemplos não limitadores. Após o desbaste uma forma de pélete pode resultar conforme representado na Figura 40. Se a resina fotorresistente ou outros auxiliares de processo cobrem o pélete de cátodo, conforme ilustrado na Figura 40, uma etapa adicional para remover, lavar ou de outro modo remover o material fotorresistente pode ser realizada para produzir o pélete de cátodo mostrado na Figura 4P. [0119] Um outro exemplo de um método de formação de péletes é encontrado em referência à Figura 4Q. Este é similar ao exemplo anterior onde uma camada de materiais de cátodo 441 pode ser formada sobre um substrato subjacente 433. Um implemento de corte 443, como uma forma com bordas de faca na forma de péletes, pode ser dirigido através do material de cátodo 441 e do substrato 433 para formar péletes individuais, conforme mostrado na Figura 4R, incluindo os materiais de cátodo 441 e o substrato 433, onde o substrato pode ser uma camada de metal de vários tipos, como uma folha de titânio, para coleta de corrente. [0120] Os vários meios de formação de péletes podem resultar na localização do pélete 452 sobre um substrato 451. Em alguns exemplos, o substrato 451 pode ser um substrato temporário para suportar o pélete quando ele processado adicionalmente. Em outros exemplos, o substrato 451 pode estar localizado em seu coletor de corrente do cátodo. [0121] Processamento adicional do pélete pode incluir processos de secagem, recozimento, e sinterização de vários tipos. O resultado da secagem, recozimento, e/ou sinterização da forma de pélete, conforme mostrado na Figura 4R, é um pélete tratado, conforme mostrado na Figura 4S. Em alguns exemplos, a secagem pode ser útil para evaporar solventes dos péletes para formar um pélete mais endurecido, reduzir o teor de água, remover líquidos dos poros de modo que o ele-trólito pode penetrar, ou de outro modo aprimorar o pélete de cátodo. A secagem pode ser realizada a 50 a 120Ό, ou outras temperaturas de processamento adequadas, durante de 1 a 24 horas, out outros tempos de processamento adequados. Em outros exemplos, o recozimento e a sinterização podem ser realizados em temperaturas elevadas. O recozimento e a sinterização em temperaturas elevadas podem ser úteis para formar uma conexão melhorada entre o pélete de cátodo e o substrato subjacente ou para melhorar as propriedades do pélete de cátodo em si. Em algumas modalidades, a sinterização pode ser realizada em uma atmosfera inerte a temperaturas de até aproximadamente 200 graus Celsius por períodos de até uma hora. Em outros exemplos, onde os constituintes do pélete de cátodo e o coletor de corrente do cátodo permitem temperatura mais alta, o contato entre o pélete e o cátodo pode ser sinterizado a temperaturas de até aproximadamente 600 graus Celsius por períodos de tempo de até uma hora. Tais processamentos podem melhorar, reduzindo, a resistência à passagem de corrente entre o cátodo de baterias formado a partir do pélete e do coletor de corrente usado para interconectar os componentes de bateria a uma conexão externa. Tal sinterização ou recozimento pode ser feita em vácuo ou atmosferas gasosas de processamento, por exemplo, em um vácuo para evitar oxidação dos materiais de cátodo ou com um gás de processo para evitar oxidação e/ou atingir certos resultados ou controles de processo desejados. Na Figura 4S, uma modalidade similar é ilustrada onde um pélete individualizado incluindo uma camada de metal pode ser recozido ou sinterizado a temperaturas elevadas conforme discutido. [0122] Em um exemplo adicional, um pélete localizado em seu coletor de corrente em um substrato pode ser adicionado à estrutura de batería adicional para formar um dispositivo de batería. Com referência à Figura 4T, o pélete 460 pode estar localizado em seu coletor de corrente 461. Em outros exemplos, o eletrólito pode ser adicionado ao pélete 460. A localização do pélete, e outros exemplos do pélete para múltiplos dispositivos de batería de cátodos, pode ser feita com precisão e exatidão sobre o coletor de corrente. A estrutura exemplificadora representada na Figura 4I pode ser adicionada na combinação de pélete de cátodo e coletor de corrente conforme representado na Figura 4U resultando na estrutura de batería 470 conforme representado na Figura 4V. Em alguns exemplos, uma camada de adesivo sensível à pressão pode estar localizada nas superfícies da estrutura representada na Figura 4I que pode então aderir à superfície do coletor de corrente do cátodo. Conforme ilustrado na Figura 4I, o item 425 e a estrutura exemplificadora na Figura 4I podem ter um revestimento de liberação removido (note a ausência de uma camada em 462 quando a estrutura é comparada com aquela da Figura 4I) para permitir a adesão do adesivo sensível à pressão à superfície do coletor de corrente de cátodo, conforme é mostrado na região de aderência 471. [0123] Em um exemplo adicional, um pélete compreendendo uma camada de cátodo 480 e uma camada de metal 481 pode ser adicionado à estrutura de bateria adicional para formar um dispositivo de batería. Com referência à Figura 4W, o pélete pode compreender uma camada de cátodo 480 e uma camada de metal 481. Em alguns exemplos, o eletrólito pode ser adicionado à camada de cátodo 480 do pélete ou na estrutura de bateria adicional. Com referência à Figura 4X, uma ferramenta do tipo "pegar e colocar" pode ser usada para pe- gar a camada de metal 481 do pélete e colocar o pélete no recurso adequado da estrutura exemplificadora representada na Figura 4I. Conforme ilustrado na Figura 4Y, um construto de batería com um contato de cátodo isolado pode ser formado neste processamento. No processamento subsequente, uma outra camada de metal 482, que também pode funcionar para contato do cátodo bem como para sela-mento da batería, pode ser adicionada na estrutura conforme representado na Figura 4Z. O processamento representado na Figura 4Z pode resultar na estrutura de batería representada 490. Em alguns exemplos, uma camada de adesivo sensível à pressão pode estar localizada nas superfícies da estrutura representada na Figura 4I que pode então aderir à superfície do coletor de corrente do cátodo. [0124] Um resultado do processamento exemplificador pode ser representado em algum detalhe na Figura 5. Em um exemplo, os seguintes recursos de referência podem ser definidos. A camada de produtos químicos de cátodo 510, que pode ter sido formada em um pélete conforme descrito, pode estar localizada em contato com o coletor de cátodo 520. Uma camada de adesivo sensível à pressão 530 pode manter e vedar o coletor de cátodo 520 em uma camada do espaçador de PET 540. No outro lado da camada do espaçador de PET 540, pode estar uma outra camada de PSA 550, que veda e adere a camada do espaçador de PET 540 na camada de lacuna de PET 560. Uma outra camada de PSA 565 pode vedar e aderir a camada de lacuna de PET 560 ao ânodo e às camadas Coletoras de Corrente Anódica. Uma camada em placas de zinco 570 pode estar depositada sobre o coletor de corrente do ânodo 580. A camada separadora 590 pode estar localizada dentro da estrutura para realizar as funções associadas, conforme foi definido na presente invenção. Em alguns exemplos, um ele-trólito pode ser adicionado durante o processamento do dispositivo, em outros exemplos, o separador pode já incluir eletrólito.

Ilustração do processamento exemplificador da enerqizacão biocom-patível -separador depositado [0125] Um exemplo das etapas que podem estar envolvidas no processamento dos elementos de energização biocompatíveis é encontrado nas Figura 6A a 6F. O processamento em algumas das etapas exemplares pode ser encontrado nas figuras individuais. Pode haver várias alterações, exclusões, mudanças nos materiais e espessura alvo que podem ser úteis dentro do objetivo da presente invenção. [0126] Na Figura 6A, é ilustrado um construto de lâmina exemplificador 600. A estrutura laminar pode compreender duas camadas de liberação de construto laminar, 602 e 602a; duas camadas adesivas de construto laminar 604 e 604a, localizadas entre as camadas de liberação de construto laminar 602 e 602a; e um núcleo de construto laminar 606, localizado entre as duas camadas adesivas de construto laminar 604 e 604a. As camadas de liberação de construção laminar, 602 e 602a e as camadas adesivas, 604 e 604a, podem ser produzidas ou compradas, como uma fita de transferência de adesivo sensível à pressão comercialmente disponível com camada de revestimento primário. As camadas adesivas da construção laminar podem ser uma camada de PVDF, que pode ter aproximadamente 1 a 3 milímetros de espessura e tampar o núcleo de construção laminar 606. O núcleo de construto laminar 606 pode compreende uma resina de polímero ter-moplástico, como tereftalato de polietileno, que, por exemplo, pode ter uma espessura de aproximadamente 3 mm. Prosseguindo para a Figura 6B, um meio para armazenar a mistura de cátodo, como uma cavidade para a bolsa de cátodo 608, pode ser cortado na construção laminar por tratamento de corte a laser. [0127] A seguir, na Figura 6C, a camada de liberação inferior da construção laminar 602a pode ser removida da construção laminar, expondo a camada adesiva de construção laminar 604a. A camada adesiva de construção laminar 604a pode, então, ser usada para aderir uma folha metálica de conexão anódica 610 para tampar a abertura inferior da bolsa de cátodo 608. Prosseguindo para a Figura 6D, a folha metálica de conexão anódica 610 pode ser protegida na camada inferior exposta aderindo-se uma camada de mascaramento 612. A camada de mascaramento 612 pode ser uma fita de transferência de PSA comercialmente disponível com um revestimento primário. A seguir, na Figura 6E, a folha metálica de conexão anódica 610 pode ser galvanizada com um metal coerente 614, o zinco, por exemplo, que reveste a seção exposta da folha metálica de conexão anódica 610 dentro da bolsa de cátodo. Prosseguindo para 6F, a camada de mascaramento de coleta elétrica do ânodo 612 é removida do fundo da folha metálica de conexão anódica 610 após a galvanoplastia. [0128] As Figuras 7A a 7F ilustram uma modalidade exemplifica-dora de um modo alternativo de processamento das etapas ilustradas nas Figuras 6A a 6F. As Figura 7A a 7B ilustram uma modalidade exemplifícadora de processos similares aos representados nas Figuras 6A a 6B. A estrutura laminar pode compreender duas camadas de liberação de construto laminar, 702 e 702a, uma camada em cada extremidade; duas camadas adesivas de construto laminar, 704 e 704a, localizadas entre as camadas de liberação de construto laminar 702 e 702a; e um núcleo de construto laminar 706, localizado entre as duas camadas adesivas de construto laminar 704 e 704a. As camadas de liberação de construção laminar e as camadas adesivas podem ser produzidas ou compradas, como uma fita de transferência de adesivo sensível à pressão com camada de revestimento primário comercialmente disponível. As camadas adesivas da construção laminar podem ser uma camada de fluoreto de polivinilideno PVDF que pode ter aproximadamente 1 a 3 milímetros de espessura e tampar o núcleo de construção laminar 706. O núcleo de construto laminar 706 pode com- preende uma resina de polímero termoplástico, como tereftalato de polietileno, que, por exemplo, pode ter uma espessura de aproximadamente 3 mm. Prosseguindo para a Figura 7B, um meio para armazenar, como uma cavidade para a bolsa de cátodo 708, pode ser cortado na construção laminar por tratamento de corte a laser. Na Figura 7C, uma folha metálica de conexão anódica 710 pode ser obtida e uma camada de mascaramento protetora 712 aplicada em um lado. A seguir, na Figura 7D, a folha metálica de conexão anódica 710 pode ser galvanizada com uma camada 714 de um metal coerente, por exemplo, zinco. Procedendo à Figura 7E, as construções laminares das Figuras 7B e 7D podem ser combinadas para formar uma nova construção laminar como representada na Figura 7E, pela adesão da Figura 7B na camada galvanizada 714 da Figura 7D. A camada de liberação 702a da Figura 7B pode ser removida a fim de expor a camada adesiva 704a da Figura 7B para aderência sobre camada galvanizada 714 da Figura 7D. Prosseguindo para a Figura 7F, a camada de mascaramento protetora de ânodo 712 pode ser removida do fundo da folha metálica de conexão anódica 710. [0129] A Figura 8A ilustra uma modalidade exemplificadora para produção de elemento de energização em uma estrutura laminar bio-compatível. A estrutura laminar pode, às vezes, ser chamada na presente invenção de conjunto laminar ou conjunto laminado, similar a, por exemplo, aquelas ilustradas nas Figuras 6A a 6F e 7A a 7F. Prosseguindo com a Figura 8A, uma mistura precursora de separador de hidrogel 820 pode ser depositada na superfície do conjunto laminado 802. Conforme representado em alguns exemplos, a mistura precursora de hidrogel 820 pode ser aplicada sobre uma camada de liberação 802. A seguir, na Figura 8B, a mistura precursora separadora de hidrogel 820 pode ser espalhada 850 na bolsa de cátodo enquanto é retirada da camada de liberação 802. O termo "espalhada" pode, em geral, se referir ao uso da ferramenta de planarização ou raspagem para esfregar em toda a superfície e mover o material fluido sobre a superfície e para cavidades, conforme existam. O processo de rodo pode ser executado por um equipamento similar ao dispositivo do tipo "rodo" vernacular ou alternativamente um dispositivo de aplainamento, como borda de faca, borda de aparelho de barbear, e similares, que podem ser feitos de vários materiais que podem ser fisicamente ou quimicamente consistentes com o material a ser movido. [0130] O processo representado na Figura 8B pode ser realizado várias vezes, em direções alternadas, e com diferentes parâmetros de processamento para assegurar o revestimento do compartimento do cátodo, e incrementar a espessura dos recursos resultantes. A seguir, na Figura 8C, a mistura precursora de separador de hidrogel pode ser secada para permitir a evaporação dos materiais. Os materiais evaporados podem tipicamente ser solventes ou diluentes de vários tipos da mistura precursora de separador de hidrogel. Após a evaporação ou secagem, os materiais dispensados ou aplicados podem ser curados. Em alguns exemplos, pode ser possível repetir ambos os processos representados na Figura 8B e Figura 8C em combinação. Pode ser preferencial empilhar múltiplas camadas de separador com etapas de secagem e/ou cura entre as aplicações, em vez de simplesmente dispensar uma camada mais espessa e então secar/curar uma vez, para melhorar o isolamento físico e impedir curtos circuitos. Em alguns exemplos, a mistura precursora de separador de hidrogel pode ser curada por exposição a quente, enquanto em outros exemplos, a cura pode ser realizada por exposição a energia fotônica. Em outros exemplos adicionais, a cura pode envolver tanto exposição a energia fotônica quanto a calor. Pode haver várias formas de curar a mistura precursora separadora de hidrogel. [0131] O resultado da cura pode ser para formar o material precur- sor de separador de hidrogel na cavidade bem como na região da superfície próxima a um recurso de cátodo ou de ânodo, que no presente exemplo pode ser um recurso de ânodo. A aderência do material às paredes laterais da cavidade pode ser útil na função de separação de um separador. O resultado da cura pode ser para formar um concentrado de mistura precursora polimerizado anidro 822, que pode simplesmente ser considerado o separador da célula. Prosseguindo para a Figura 8D, o eletrólito 840 pode ser adicionado à estrutura 850. O eletrólito pode hidratar o separador da célula a um certo grau, e pode haver eletrólito adicional restante para difundir no pélete de cátodo quando ele é adicionado. [0132] Prosseguindo para a Figura 8E, um exemplo do conjunto do pélete de cátodo em um dispositivo de bateria pode ser ilustrado. No exemplo, o pélete de cátodo localizado em seu coletor de corrente em um substrato pode ser adicionado a uma estrutura de bateria adicional para formar um dispositivo de bateria. Com referência à figura 8E, o pélete 452 pode ser localizado em seu coletor de corrente 451, a partir do processamento anteriormente discutido em referência à Figura 4P. Em alguns exemplos, o eletrólito pode ser adicionado ao pélete 452 em adição ao eletrólito encontrado no restante do dispositivo de bateria. A localização do pélete, e outros exemplos do pélete para múltiplos dispositivos de bateria de cátodos, pode ser feita com precisão e exatidão sobre o coletor de corrente. A estrutura exemplificadora representada na Figura 8D pode ser adicionada na combinação pélete de cátodo e coletor de corrente ilustrada na Figura 8E, resultando na estrutura de bateria 860 conforme representado na Figura 8F. Em alguns exemplos, uma camada de adesivo sensível à pressão pode estar localizada sobre superfícies da estrutura 850, que pode então aderir à superfície de coletor de corrente do cátodo. [0133] Nas Figura 8G a 8J, um pélete formado e seco pode ser colocado em uma estrutura de batería. Prosseguindo para a Figura 8G, um pélete 452 pode ser selecionado por uma ferramenta do tipo pegar e colocar 870, por exemplo, usando vácuo para prender o pélete à ferramenta. O pélete pode ser um pélete compreendendo materiais de cátodo, ou em alguns exemplos pode ser um pélete com ambos, materiais de cátodo e um contato de cátodo, conforme discutido em seções anteriores. O pélete 452 pode então ser colocado em uma cavidade na estrutura previamente formada 850, por exemplo, por liberação do vácuo na ferramenta de seleção. Prosseguindo para a Figura 8H, depois que o pélete está em seu local, o coletor de corrente do cátodo 871 pode ser adicionado à estrutura com o pélete de cátodo. Em alguns exemplos, um adesivo sensível à pressão (PSA) pode ter sido padronizado no coletor de corrente do cátodo 871 de modo que quando o coletor de corrente de cátodo 871 é adicionado à outra estrutura ele é adicionado para formar uma estrutura de bateria conforme ilustrado na Figura 8J. [0134] As Figuras 9A a 9C podem ilustrar um exemplo alternativo do conjunto laminar resultante ilustrado na Figura 7D. Na Figura 9A, a folha metálica de conexão anódica 710 pode ser obtida e uma camada de mascaramento protetora 712 aplicada em um lado. A folha metálica de conexão anódica 710 pode ser depositada com uma camada 714 de metal coerente como, por exemplo, zinco. De forma similar, conforme descrito nas Figuras anteriores. Prosseguindo para a Figura 8B, um separador de hidrogel 910 pode ser aplicado sem o uso do método de rodo. A mistura precursora separadora de hidrogel pode ser aplicada de várias formas, por exemplo, um filme pré-formado da mistura pode ser aderido pela aderência física; alternativamente, uma mistura diluída da mistura precursora separadora de hidrogel pode ser dispensada e, então, ajustada a uma espessura desejada pelo processamento de revestimento por giro. Alternativamente, o material pode ser apli- cado por revestimento por pulverização, ou qualquer outro processamento equivalente. A seguir, na Figura 9C, o processamento é descrito para criar um segmento do separador de hidrogel que pode funcionar como uma contenção ao redor de uma região do separador. O processamento pode criar uma região que limita o fluxo, ou difusão, de materiais, como eletrólito, fora da estrutura interna dos elementos de batería formados. Tal recurso de bloqueio 920 de vários tipos pode, assim, ser formado. O recurso de bloqueio, em alguns exemplos, pode corresponder a uma região altamente reticulada da camada separadora, como pode ser formado, em alguns exemplos, pela elevada exposição à energia de fóton na região desejada do recurso de bloqueio 920. Em outros exemplos, materiais podem ser adicionados ao material separador de hidrogel antes de ser curado para criar porções regionalmente diferenciadas que, mediante cura, se tornam o recurso de bloqueio 920. Ainda em outros exemplos, as regiões do material separador de hidrogel podem ser removidas tanto antes quanto depois da cura por várias técnicas, incluindo, por exemplo, ataque químico da camada com mascaramento para definir a extensão regional. A região do material removido pode criar um recurso de bloqueio de direito próprio ou, alternativamente, materialmente pode ser adicionado novamente ao espaço vazio para criar um recurso de bloqueio. O processamento do segmento impermeável pode ocorrer através de vários métodos incluindo, mas não se limitando a, processamento por formação de imagem, aumento de reticulação, fotodosagem intensa, repreenchimento ou omissão de aderência de hidrogel para criar um espaço vazio. Em alguns exemplos, uma construção de laminado ou conjunto do tipo descrito como o resultado do processamento na Figura 9C pode ser formado sem limitação ao recurso de bloqueio 920.

Separadores do elemento de batería polimerizados [0135] Em alguns projetos de batería, o uso de um separador dis- ereto (conforme descrito em uma seção anterior) pode ser impedido devido a uma variedade de razões, como o custo, a disponibilidade de materiais, a qualidade de materiais ou a complexidade do processamento para algumas opções de material, como exemplos não limitadores. Em tais casos, um molde ou separador formado no lugar pode fornecer benefícios desejáveis. Embora os separadores de amido ou em pasta tenham sido usados comercialmente com sucesso em AA e outras baterias no formato Leclanché ou zinco-carbono, esses separadores podem ser inadequados de algumas maneiras para o uso em certos exemplos de microbaterias laminares. Atenção especial pode precisar ser dada à uniformidade e consistência para qualquer separador usado nas baterias da presente invenção. O controle preciso sobre o volume do separador pode ser necessário para facilitar a incorporação precisa subsequente de volumes de cátodo conhecidos e realização subsequente das capacidades de descarga e desempenho celular consistentes. [0136] Um método para atingir um separador uniforme mecanicamente robusto de fundição pode ser usar formulações de hidrogel curáveis por UV. Várias formulações de hidrogel permeáveis em água podem ser conhecidas em várias indústrias, por exemplo, a indústria da lente de contato. Um exemplo de um hidrogel comum na indústria de lente de contato pode ser gel reticulado de poli(metacrilato de hi-dróxi-etila), ou simplesmente pHEMA. Para várias aplicações da presente invenção, o pHEMA pode ter muitas propriedades atraentes para uso em baterias Leclanché e de zinco-carbono. O pHEMA, tipicamente, pode manter um teor de água de aproximadamente 30 a 40 por cento no estado hidratado, enquanto mantém um módulo elástico de cerca de 0,7 MPa (100 psi) ou maior. Além disso, as propriedades de módulo e o teor de água dos hidrogéis reticulados podem ser ajustados por um versado na técnica, incorporando-se componentes mono- méricos hidrofílicos adicionais (por exemplo, ácido metacrílico) ou componentes poliméricos (por exemplo, polivinilpirrolidona). Dessa forma, o teor de água, ou mais especificamente, a permeabilidade iô-nica do hidrogel, pode ser ajustado pela formulação. [0137] De vantagem particular em alguns exemplos, uma formulação de hidrogel polimerizável e moldada pode conter um ou mais dilu-entes para facilitar o processamento. O diluente pode ser escolhido para ser volátil, de modo que a mistura moldada possa ser espalhada em uma cavidade e, então, possibilitada de secar por um período suficiente para remover o componente de solvente volátil. Após a secagem, uma fotopolimerização em massa pode ser iniciada pela exposição à radiação actínica de comprimento de onda adequado, como luz UV azul a 410 mm, para o fotoiniciador selecionado, como CG 819. O diluente volátil pode ajudar a fornecer uma viscosidade de aplicação desejada para facilitar a fundição de uma camada uniforme do material polimerizável na cavidade. O diluente volátil pode também fornecer efeitos de redução de tensão superficial benéficos, no caso onde mo-nômeros fortemente polares são incorporados na formulação. Em outro aspecto que pode ser importante para atingir a fundição de uma camada uniforme de material polimerizável na cavidade pode ser a viscosidade da aplicação. Os monômeros reativos comuns com pequena massa molar tipicamente não têm viscosidades muito altas, as quais podem ser tipicamente apenas alguma centipoise. Em um esforço para fornecer o controle benéfico da viscosidade do material separador moldável e polimerizável, um componente polimérico de alta massa molar que sabe-se ser compatível com o material polimerizável pode ser selecionado para incorporação na formulação. Os exemplos de polímeros de alta massa molar que podem ser adequados para incorporação em formulações exemplificadoras podem incluir polivinilpirrolidona e poli(óxido de etileno). [0138] Em alguns exemplos, o separador polimerizável moldável pode ser vantajosa mente aplicado em uma cavidade desenhada, conforme anteriormente descrito. Em exemplos alternativos, pode não haver cavidade alguma no momento da polimerização. Em vez disso, a formulação separadora moldável, polimerizável pode ser recoberta sobre um substrato contendo elétrodo, por exemplo, latão depositado com zinco moldado, e, em seguida, exposto à radiação actínica com o uso de uma fotomáscara para polimerizar seletivamente o material separador em áreas específicas. O material separador pode, então, ser removido pela exposição a solventes de enxágue apropriados. Nesses exemplos, o material separador pode ser designado como um separador fotomoldável.

Formulações do separador de múltiplos componentes [0139] O separador útil, de acordo com os exemplos da presente invenção, pode ter inúmeras propriedades que podem ser importantes para sua função. Em alguns exemplos, o separador pode ser deseja-velmente formado de tal maneira que crie uma barreira física, de modo que as camadas em qualquer lado do separador não entrem em contato fisicamente. A camada pode, assim, ter uma característica importante de espessura uniforme, pois, enquanto uma fina camada pode ser desejável por várias razões, um espaço vazio ou lacuna pode ser essencial. Adicionalmente, a fina camada pode ter desejavelmente uma alta permeabilidade para permitir o fluxo livre de íons. Ainda, o separador exige entrada de água ideal para otimizar as propriedades mecânicas do separador. Assim, a formulação pode conter um componente de reticulação, um componente de polímero hidrofílico e um componente de solvente. [0140] Um reticulador pode ser um monômero com duas ou mais ligações duplas polimerizáveis. Os reticuladores adequados podem ser compostos com dois ou mais grupos funcionais polimerizáveis. Os exemplos de reticuladores hidrofílicos adequados podem ainda incluir compostos com dois ou mais grupos funcionais polimerizáveis, bem como grupos funcionais hidrofílicos, como grupos poliéter, amida ou hidroxila. Os exemplos específicos podem incluir TEGDMA (tetraetile-noglicol dimetacrilato), TrEGDMA (trietilenoglicol dimetacrilado), etileno glicol dimetacrilato (EGDMA), etilenodiamina dimetaacrilamida, glicerol dimetacrilato e combinações dos mesmos. [0141] As quantidades de reticulador que podem ser usadas em alguns exemplos pode variar, por exemplo, desde cerca de 0,000415 até cerca de 0,0156 mol por 100 gramas de componentes reativos na mistura de reação. A quantidade de reticulador hidrofílico usada pode geralmente ser cerca de 0 a cerca de 2 por cento em peso e, por exemplo, cerca de 0,5 a cerca de 2 por centro em peso. Componentes de polímero hidrofílico capazes de aumentar a viscosidade da mistura reativa e/ou aumentar o grau de ligação de hidrogênio com o monôme-ro hidrofílico de reação lenta, como polímeros hidrofílicos de alto peso molecular, podem ser desejáveis. [0142] Os polímeros hidrofílicos de alto peso molecular fornecem molhabilidade otimizada e, em alguns exemplos, pode melhorar a mo-Ihabilidade para o separador da presente invenção. Em alguns exemplos não limitadores, acredita-se que os polímeros hidrofílicos de alto peso molecular sejam receptores de ligação por hidrogênio que, em ambientes aquosos, se ligam pelo hidrogênio à água, tornando-se assim efetivamente mais hidrofílicos. A ausência de água pode facilitar a incorporação do polímero hidrofílico na mistura de reação. Além dos polímeros hidrofílicos de alto peso molecular especificamente mencionados, pode-se esperar que qualquer polímero de alto peso molecular seja útil à presente invenção, desde que, quando o dito polímero for adicionado a uma formulação de hidrogel de silicone exemplificadora, o polímero hidrofílico (a) não sofra uma substancial separação de fase da mistura de reação, e (b) confira molhabilidade ao polímero curado resultante. [0143] Em alguns exemplos, o polímero hidrofílico de alto peso molecular pode ser solúvel no diluente em temperaturas de processamento. Os processos de fabricação que usam água ou diluentes solúveis em água, como álcool isopropílico (IPA), podem ser exemplos desejáveis devido a sua simplicidade e seu custo reduzido. Nesses exemplos, os polímeros hidrofílicos de alto peso molecular que são solúveis em água sob temperaturas de processamento podem também ser desejáveis. [0144] Os exemplos de polímeros hidrofílicos de alto peso molecular podem incluir, mas não se limitam a poliamidas, polilactonas, polii-midas, polilactamas e poliamidas funcionalizadas, polilactonas, polii-midas, polilactamas, como PVP e copolímeros dos mesmos, ou, alternativamente, DMA funcionalizado por copolimerização com uma quantidade molar menor de um monômero hidroxila-funcional, como HEMA, seguida de reação dos grupos hidroxila do copolímero resultante com materiais contendo grupos polimerizáveis radicais, como isocianato etil metacrilato ou cloreto de metacriloíla. Polímeros hidrofílicos de alto peso molecular podem incluir, mas não se limitam a poli-N-vinil pirroli-dona, poli-N-vinil-2-piperidona, poli-N-vinil-2-caprolactama, poli-N-vinil-3-metil-2-caprolactama, poli-N-vinil-3-metil-2-piperidona, poii-N-vinii-4-metil-2-piperidona, poli-N-vinil-4-metil-2-caprolactama, poii-N-vinii-3-etil-2-pirrolidona e poli-N-vinil-4,5-dimetil-2-pirrolidona, polivinilimidazol, poli-N--N-dimetilacrilamida, álcool polivinílico, ácido poliacrílico, óxido de polietileno, poli 2 etil oxazolina, polissacarídeos de heparina, polis-sacarídeos, misturas e copolímeros (incluindo bloco ou aleatório, ramificado, multicadeias, em forma de pente ou em forma de estrela) dos mesmos onde poli-N-vinilpirrolidona (PVP) pode ser um exemplo desejável onde PVP foi adicionado a uma composição de hidrogel para formar uma rede de interpenetração que mostra um baixo grau de atrito de superfície e uma baixa taxa de desidratação. [0145] Componentes ou aditivos adicionais, que podem ser geralmente conhecidos na técnica, podem também ser incluídos. Os aditivos podem incluir, mas não se limitam a, compostos absorventes de ultravioleta, fotoiniciadores, como CGI 819, tonalizantes reativos, compostos microbicidas, pigmentos, fotocrômicos, agentes de liberação, combinações dos mesmos e similares. [0146] O método associado a esses tipos de separadores pode também incluir receber CGI 819; e, então, misturar com PVP, HEMA, EGDMA e IPA; e, então, curar a mistura resultante com uma fonte de calor ou uma exposição a fótons. Em alguns exemplos, a exposição a fótons pode ocorrer onde a energia dos fótons é consistente com um comprimento de onda que ocorre na porção ultravioleta do espectro eletromagnético. Outros métodos para iniciar a polimerização, em geral, realizada em reações de polimerização estão dentro do escopo da presente invenção.

Coletor de correntes e eletrodos [0147] Em alguns exemplos de células zinco-carbono e Leclanche, o coletor de corrente catódica pode ser uma haste de carbono sinteri-zada. Esse tipo de material pode enfrentar obstáculos técnicos para células eletroquímicas finas da presente invenção. Em alguns exemplos, as tintas de carbono impressas podem ser usadas em células eletroquímicas finas para substituir uma haste de carbono sinterizado pelo coletor de corrente catódica e, nesses exemplos, o dispositivo resultante pode ser formado sem prejudicar de modo significante a célula eletroquímica resultante. Tipicamente, as ditas tintas de carbono podem ser aplicadas diretamente nos materiais de embalagem, que podem compreender filmes poliméricos ou, em alguns casos, folhas de metal. Nos exemplos onde o filme de embalagem pode ser uma folha metálica, a tinta de carbono pode precisar proteger a folha de metal subjacente da degradação química e/ou corrosão pelo eletrólito. Além disso, nesses exemplos, o coletor de corrente da tinta de carbono pode precisar fornecer condutividade elétrica de dentro da célula eletro-química à parte externa da célula eletroquímica, o que implica em uma vedação ao redor ou através da tinta de carbono. Devido à natureza porosa de tintas de carbono, isso pode não ser facilmente realizado sem grandes desafios. Tintas de carbono também podem ser aplicadas em camadas que têm espessura relativamente pequena e finita, por exemplo, 10 a 20 mícrons. Em um projeto de célula eletroquímica fina no qual a espessura de embalagem total pode ser apenas cerca de 100 a 150 mícrons, a espessura de uma camada de tinta de carbono pode assumir uma fração significante do volume interno total da célula eletroquímica, assim, impactando negativamente no desempenho elétrico da célula. Além disso, a natureza delgada de toda a batería e do coletor de corrente, em particular, pode implicar em uma pequena área em seção transversal para o coletor de corrente. À medida em que a resistência de um trilho aumenta o comprimento do trilho e reduz a área em seção transversal, pode haver uma compensação direta entre a espessura e a resistência do coletor de corrente. A resisti-vidade de volume de tinta de carbono pode ser insuficiente para atender à exigência de resistência de baterias finas. As tintas preenchidas com prata ou outros metais condutores podem também ser consideradas para reduzir a resistência e/ou espessura, mas as mesmas podem introduzir novos desafios, como incompatibilidade com novos eletróli-tos. Em consideração a esses fatores, em alguns exemplos, pode ser desejável realizar células eletroquímicas finas eficientes e de alto desempenho da presente invenção utilizando-se uma fina folha de metal como o coletor de corrente, ou aplicar um filme metálico fino a uma camada de embalagem de polímero subjacente para agir como o cole- tor de corrente. Tais folhas de metal podem ter resistividade significativamente menor, assim, permitindo que as mesmas atendam às exigências de resistência elétrica com espessura muito menor que as tintas de carbono impressas. [0148] Em alguns exemplos, uma ou mais das camadas de embalagem superiores e/ou inferiores podem servir como um substrato para um metal coletor de corrente esferulado ou pilha metálica. Por exemplo, o suporte 3M® Scotchpak 1109 pode ser metalizado com o uso de deposição de vapor físico (PVD) de uma ou mais camadas metálicas úteis como um coletor de corrente para um cátodo. As pilhas metálicas exemplifícadoras úteis como coletores de corrente catódica podem ser camadas de adesão de Ti-W (titânio-tungstênio) e camadas conduto-ras de Ti (titânio). As pilhas metálicas exemplifícadoras úteis como coletores de corrente de ânodo podem ser camadas de adesão de Ti-W, camadas condutoras de Au (ouro) e camadas de deposição de In (índio). A espessura das camadas de PVD pode ser menor que 500 nm no total. Se múltiplas camadas de metais são usadas, as propriedades eletroquímicas e de barreira podem precisar ser compatíveis com a batería. Por exemplo, cobre pode ser galvanizado no topo de uma camada de partícula inicial para cultivar uma camada condutora espessa. As camadas adicionais podem ser folheadas sobre o cobre. Entretanto, o cobre pode ser eletroquimicamente incompatível com certos ele-trólitos, especialmente na presença de zinco. Consequentemente, se o cobre for utilizado como uma camada na batería, pode precisar ser suficientemente isolado do eletrólito de batería. De modo alternativo, o cobre pode ser excluído ou um outro metal substituído. [0149] Em alguns outros exemplos, as folhas metálicas de embalagem superior e/ou inferior podem também funcionar como coletores de corrente. Por exemplo, uma folha metálica de latão de 25 mícrons pode ser útil como um coletor de corrente anódica para um ânodo de zinco. A folha metálica de latão pode ser opcionalmente galvanizada com índio antes de galvanizar com zinco. Em um exemplo, as folhas metálicas de embalagem do coletor de corrente catódica podem compreender folha metálica de titânio, folha metálica Hastelloy C-276, folha metálica de cromo e/ou folha metálica de tântalo. Em certos projetos, uma ou mais folhas metálicas de embalagem podem ser em branco finas, gravada, gofrada, texturizada, fabricada a laser, ou processada de outra forma para fornecer a forma desejável, rugosidade de superfície e/ou geometria do encapsulamento da célula. Ânodo e inibidores de corrosão de ânodo [0150] O ânodo para a batería laminar da presente invenção pode, por exemplo, compreender zinco. Em baterias tradicionais de carbono-zinco, um ânodo de zinco pode adotar a forma física de uma lata, na qual o conteúdo da célula eletroquímica pode estar contido. Para a batería da presente invenção, uma lata de zinco pode ser um exemplo, mas pode haver outras formas físicas de zinco que podem fornecer o necessário para realizar projetos de batería ultrapequena. [0151] O zinco galvanizado pode ter exemplos de uso em inúmeras indústrias, por exemplo, para o revestimento protetor ou estético de peças metálicas. Em alguns exemplos, o zinco galvanizado pode ser usado para formar ânodos finos e isolantes úteis para baterias da presente invenção. Além disso, o zinco galvanizado pode ser padronizado em configurações aparentemente intermináveis, dependendo do intuito do projeto. Um meio fácil para padronizar o zinco galvanizado pode ser processar com o uso de uma fotomáscara ou uma máscara física. Uma máscara de deposição pode ser fabricada por uma variedade de abordagens. Uma abordagem pode ser usando-se uma fotomáscara. Nesses exemplos, uma fotorresistência pode ser aplicada a um substrato condutivo, o substrato sobre o qual o zinco pode subsequentemente ser folheado. O padrão de folheamento desejado pode ser então projetado para a fotorresistência por meio de uma fotomás-cara, causando, assim, a cura das áreas selecionadas da fotorresistência. A fotorresistência não curada pode, então, ser removida com técnicas de solventes e de limpeza adequadas. O resultado pode ser uma área padronizada de material condutivo que pode receber um tratamento de zinco galvanizado. Embora esse método possa fornecer benefícios para o formato ou projeto do zinco a ser folheado, a abordagem pode exigir o uso de materiais fotopadronizáveis disponíveis, que podem ter propriedades limitadas para a construção geral da embalagem da célula. Consequentemente, métodos novos e inovadores para padronizar zinco podem ser exigidos para realizar alguns projetos de microbaterias finas da presente invenção. [0152] Um meio alternativo para padronizar ânodos de zinco pode ser por meio de uma aplicação de máscara física. Uma máscara física pode ser feita cortando-se aberturas desejáveis em um filme que tenha propriedades desejáveis de barreira e/ou embalagem. Adicionalmente, o filme pode ter adesivo sensível à pressão aplicado a um ou ambos os lados. Finalmente, o filme pode ter forros de liberação protetores aplicados a um ou ambos os adesivos. O forro de liberação pode servir as duas finalidades, de proteger o adesivo durante e o corte da abertura e proteger o adesivo durante específicas etapas de processamento de montagem da célula eletroquímica, especificamente, a etapa de preenchimento do cátodo, descrita na descrição a seguir. Em alguns exemplos, uma máscara de zinco pode compreender um filme de PET de aproximadamente 100 mícrons de espessura ao qual um adesivo sensível à pressão pode estar em ambos os lados em uma espessura de camada de aproximadamente 10 a 20 mícrons. Ambas as camadas de PSA podem ser cobertas por um filme de liberação de PET que pode ter um tratamento de superfície de baixa energia de superfície e pode ter uma espessura aproximada de 50 mícrons. Nesses exem- pios, a máscara de zinco de camadas múltiplas pode compreender um filme de PSA e PET. As construções do filme de PET e da máscara de zinco de PET/PSA, conforme aqui descrito, podem ser processadas de maneira desejável com equipamento de micromaquinação a laser de nanossegundos de precisão, como a estação de trabalho de micromaquinação a laser Oxford Lasers E-Series, para criar aberturas precisas na máscara para facilitar a galvanização posterior. Em essência, uma vez que a máscara de zinco tiver sido fabricada, um lado do forro de liberação pode ser removido e a máscara com aberturas pode ser laminada ao coletor de corrente anódica e/ou folha metálica/filme de embalagem do lado do ânodo. Dessa maneira, o PSA cria uma vedação nas bordas internas das aberturas, facilitando a limpeza e encobrimento preciso do zinco durante a galvanoplastia. [0153] A máscara de zinco pode ser colocada e, então, a galvanização de um ou mais materiais metálicos pode ser realizada. Em alguns exemplos, o zinco pode ser galvanizado diretamente em uma folha metálica coletora de corrente de ânodo eletroquimicamente compatível, como bronze. Em exemplos de projeto alternativos, onde a embalagem do ânodo lateral compreende uma folha metálica de polímero ou folha metálica de polímero de camadas múltiplas sobre a qual a metalização de inicial foi aplicada, o zinco e/ou as soluções de folhea-mento usadas para depositar zinco podem não ser quimicamente compatíveis com a metalização inicial subjacente. As manifestações de falta de compatibilidade podem incluir rachaduras, corrosão e/ou evolução exacerbada de H2 no filme mediante contato com o eletrólito da célula. Nesse caso, metais adicionais podem ser aplicados ao metal inicial para afetar melhor a compatibilidade química geral no sistema. Um metal que pode encontrar utilidade específica nas construções de células eletroquímicas pode ser o índio. O índio pode ser amplamente usado como um componente de liga no grau de zinco da bateria com sua função primária sendo para fornecer uma propriedade anti-corrosiva ao zinco na presença do eletrólito. Em alguns exemplos, o índio pode ser depositado de maneira bem sucedida em várias metali-zações iniciais, como Ti-W e Au. Os filmes resultantes de 1 a 3 mí-crons de índio nas ditas camadas de metalização inicial podem ser de baixa tensão e aderentes. Desse modo, o filme de embalagem do lado do ânodo e do coletor de corrente anexo que tem uma camada superior de índio pode ser conformável e durável. Em alguns exemplos, pode ser possível depositar zinco sobre a superfície tratada por índio, e o depósito resultante pode ser muito não uniforme e nodular. Este efeito pode ocorrer em configurações de densidade de corrente baixas, por exemplo, 20 ASF. Conforme visto com um microscópio, pode-se observar que nódulos de zinco podem ser formados sobre o depósito liso de índio subjacente. Em certos projetos de célula eletroquímica, a provisão de espaço vertical para a camada de ânodo de zinco pode ser de no máximo cerca de 5 a 10 mícrons, mas, em alguns exemplos, densidades de corrente inferiores podem ser usadas para folhear zinco, e o crescimento nodular resultante pode crescer mais alto que a provisão vertical máxima do ânodo. Pode ser que o crescimento do zinco nodular derive de uma combinação do alto sobrepotencial de índio e da presença de uma camada de óxido de índio. [0154] Em alguns exemplos, o folheamento de DC de densidade de corrente mais alta pode superar os padrões de crescimento nodula-res de zinco relativamente grandes sobre as superfícies de índio. Por exemplo, as condições de folheamento de 100 ASF podem resultar em zinco nodular, mas o tamanho dos nódulos de zinco pode ser drasticamente reduzido se comparado às condições de folheamento de 20 ASF. Além disso, o número de nódulos pode ser vastamente maior sob condições de folheamento de 100 ASF. O filme de zinco resultante pode, finalmente, se unir a uma camada mais ou menos uniforme, com somente algumas características residuais do crescimento nodular, enquanto atinge a provisão de espaço vertical de cerca de 5 a 10 mí-crons. [0155] Um benefício adicional de índio na célula eletroquímica pode ser a redução de formação de H2, que pode ser um processo lento que ocorre em células eletroquímicas aquosas contendo zinco. O índio pode ser beneficamente aplicado a um ou mais dos coletores de corrente de ânodo, o ânodo em si, como um componente de liga cofolhe-ado, ou como um revestimento de superfície sobre o zinco galvanizado. Para o último caso, os revestimentos da superfície de índio podem ser desejavelmente aplicados in-situ por meio de um aditivo de eletróli-to, como tricloreto de índio ou acetato de índio. Quando tais aditivos podem ser adicionados ao eletrólito em pequenas concentrações, o índio pode espontaneamente folhear sobre superfícies expostas ao zinco, bem como porções de coletores de corrente expostas ao ânodo. [0156] O zinco e ânodos similares comumente usados em baterias primárias comerciais são normalmente observados em formas de chapa, haste e pasta. O ânodo de uma bateria biocompatível em miniatura pode ser de forma similar, por exemplo, folha metálica fina, ou pode ser folheado conforme previamente mencionado. As propriedades desse ânodo podem diferir significativamente daquelas em baterias existentes, por exemplo, devido a diferenças em contaminantes ou acabamentos de superfície, atribuídas aos processos de usinagem e folheamento. Consequentemente, os eletrodos e o eletrólito podem exigir manipulação especial para atender aos requisitos de capacidade, impedância e de vida útil. Por exemplo, parâmetros especiais de processo de galvanização, composição de banho de galvanização, tratamento de superfície e composição de eletrólito podem ser necessários para otimizar o desempenho do eletrodo.

Mistura de cátodo [0157] Pode haver várias misturas químicas de cátodo que podem ser consistentes com os conceitos da presente invenção. Em alguns exemplos, uma mistura de cátodo, que pode ser um termo para uma formulação química usada para formar um cátodo de batería, pode ser aplicada como uma pasta, gel, suspensão, ou pasta fluida, e pode compreende um óxido de metal de transição como dióxido de manganês, alguns formam aditivo condutor que, por exemplo, podem ser uma forma de pó condutor, como negro-de-fumo ou grafita, e um polímero solúvel em água, como polivinilprirrolidona (PVP) ou algum outro aditivo aglutinante. Em alguns exemplos, outros componentes podem ser incluídos, como um ou mais dentre aglutinantes, sais eletrólitos, inibidores de corrosão, água ou outros solventes, tensoativos, modifi-cadores de reologia e outros aditivos condutores, como, polímeros condutores. Uma vez formuladas e apropriadamente misturada, a mistura de cátodos pode ter uma reologia desejável que permita que a mesma ou seja dispensada sobre porções desejadas do separador e/ou coletor de corrente catódica, ou espalhada através de uma tela ou estêncil de uma maneira similar. Em alguns exemplos, a mistura de cátodos pode ser seca antes de ser usada em futuras etapas de montagem da célula, enquanto que, em outros exemplos, o cátodo pode conter alguns ou todos os componentes de eletrólitos, e pode ser somente parcialmente seco a um teor de umidade selecionado. [0158] O óxido metálico de transição pode, por exemplo, ser dióxido de manganês. O dióxido de manganês, que pode ser usado na mistura de cátodo, pode ser, por exemplo, dióxido de manganês eletrolíti-co (DME), devido à energia específica adicional benéfica que esse tipo de dióxido de manganês fornece em relação a outras formas, como dióxido de manganês natural (NMD) ou dióxido de manganês químico (CMD). Além disso, o DME útil em baterias da presente invenção pode precisar ter um tamanho de partícula e uma distribuição de tamanho de partícula que possam ser condutores para a formação de pas-tas/pastas aquosas de mistura de cátodos imprimíveis ou depositáveis. Especificamente, o DME pode ser processado para remover componentes de partículas significativamente grandes, que podem ser considerados grandes em relação aos outros recursos, como dimensões internas da batería, espessura do separador, diâmetros de ponta de distribuição, tamanhos de abertura de estêncil, ou tamanhos de malha da tela. A otimização do tamanho de partícula pode então ser usada para melhorar o desempenho da batería, por exemplo, impedância interna e capacidade de descarga. [0159] Moagem é a redução do tamanho de partículas de materiais sólidos para um tamanho médio menor de partícula, por meio de esmagamento, trituração, corte, vibração ou outros processos. A moagem pode também ser usada para liberar materiais úteis dos materiais da matriz na qual eles podem estar anexos e para concentrar minerais. Um moinho é um dispositivo que quebra materiais sólidos em pedaços menores moendo, triturando ou cortando. Pode haver vários meios para moer e muitos tipos de materiais processados nos mesmos. Tais meios de moagem podem incluir: moinho de esferas, moinho de engenho, morteiro e pilão, prensa de rolos e moinho de jato, entre outras alternativas de moagem. Um exemplo de moagem pode ser a moagem por jato. Após a moagem, o estado do sólido é alterado: o tamanho das partículas, a disposição de tamanhos de partícula e o formato das partículas. Processos de moagem de agregado podem também ser usados para remover ou separar contaminação ou umidade do agregado para produzir "preenchimentos a seco" antes do transporte ou do preenchimento estrutural. Alguns equipamentos podem combinar várias técnicas para classificar um material sólido em uma mistura de partículas cujo tamanho é limitado tanto por um tamanho de partícula mínimo quanto máximo. Tal processamento pode ser referido como "classificadores" ou "classificação". [0160] A moagem pode ser um aspecto de produção de mistura de cátodos para a distribuição uniforme do tamanho da partícula dos ingredientes da mistura de cátodos. O tamanho de partícula uniforme em uma mistura de cátodo pode auxiliar em viscosidade, reologia, ele-trocondutividade e outras propriedades de um cátodo. A moagem pode auxiliar essas propriedades através do controle da aglomeração, ou uma coleta de massa, dos ingredientes de mistura de cátodo. Aglomeração - o agrupamento de elementos dispersos que, no caso da mistura de cátodo, podem ser alótropos de carbono e óxidos metálicos de transição - pode afetar negativamente o processo de preenchimento, deixando espaços vazios na cavidade desejada do cátodo, conforme ilustrado na Figura 11. [0161] Ainda, a filtração pode ser outra etapa importante para a remoção de partículas aglomeradas ou indesejáveis. As partículas indesejáveis podem incluir partículas enormes, contaminantes, ou outras partículas não explicitamente levadas em consideração no processo de preparação. A filtração pode ser alcançada por meios, como filtração por filtro de papel, filtração a vácuo, cromatografia, microfiltração e outros meios de filtração. [0162] Em alguns exemplos, o DME pode ter um tamanho médio de partícula de 7 mícrons com um conteúdo de partícula grande que pode conter partículas de até cerca de 70 mícrons. Em exemplos alternativos, o DME pode ser peneirado, moído adicionalmente, ou, de outro modo, separado ou processado para limitar o teor de partículas grandes abaixo de certo limiar de, por exemplo, 25 mícrons ou menor. [0163] O cátodo pode também compreender dióxido de prata ou oxihidróxido de níquel. Tais materiais podem oferecer elevada capacidade e menor diminuição em tensão carregada durante a descarga em relação ao dióxido de manganês, ambas propriedades desejáveis em uma bateria. As baterias com base nesses cátodos podem ter exemplos atuais presentes na indústria e na literatura. Uma microbateria inovadora que utiliza um cátodo de dióxido de prata pode incluir um eletrólito biocompatível, por exemplo, um que compreenda cloreto de zinco e/ou cloreto de amônio ao invés de hidróxido de potássio. [0164] Alguns exemplos da mistura de cátodos podem incluir um aglutinante polimérico. O aglutinante pode servir a inúmeras de funções na mistura de cátodos. A função primária do aglutinante pode ser criar uma rede elétrica interpartículas suficiente entre partículas de DME e partículas de carbono. Uma função secundária do aglutinante pode ser facilitar a adesão mecânica e o contato elétrico com o coletor de corrente catódica. Uma terceira função do aglutinante pode ser influenciar as propriedades reológicas da mistura de cátodos para distribuição e/ou impressão com estêncil/tela vantajosa. Ainda, uma quarta função do aglutinante pode ser aumentar a absorção e distribuição do eletrólito dentro do cátodo. [0165] A escolha do polímero aglutinante, bem como da quantidade a ser usada, pode ser benéfica para a função do cátodo na célula eletroquímica da presente invenção. Se o polímero aglutinante for solúvel demais no eletrólito a ser usado, então, a função primária do aglutinante - continuidade elétrica - pode ser drasticamente impacta-da ao ponto da não funcionalidade da célula. Inversamente, se o polímero aglutinante for insolúvel no eletrólito para ser usado, porções de DME podem ser ionicamente isoladas do eletrólito, resultando no desempenho de célula reduzido, como capacidade reduzida, tensão de circuito aberto inferior e/ou resistência interna elevada. [0166] O aglutinante pode ser hidrofóbico; pode também ser hidro-fílico. Os exemplos de polímeros aglutinantes úteis para a presente invenção compreendem PVP, poli-isobutileno (PIB), copolímeros de tribloco emborrachados que compreendam blocos de extremidade de estireno, como aqueles fabricados pela Kraton Polymers, copolímeros de bloco de borracha de butadieno estireno, ácido poliacrílico, hidro-xietilcelulose, carboximetilcelulose, sólidos de fluorocarboneto, como poli(tetrafluoroetileno), entre outros. [0167] Um solvente pode ser um componente da mistura de cáto-dos. Um solvente pode ser útil para umedecer a mistura de cátodos, o que pode auxiliar na distribuição de partículas da mistura. Um exemplo de um solvente poder tolueno. Também, um tensoativo pode ser útil para umedecer e, assim, distribuir a mistura de cátodos. Um exemplo de um tensoativo pode ser um detergente, como Triton™ QS-44. O Triton™ QS-44 pode auxiliar na dissociação de ingredientes agregados na mistura de cátodos, permitindo uma distribuição mais uniforme dos ingredientes da mistura de cátodos. [0168] Um carbono condutor pode normalmente ser usado na produção de um cátodo. O carbono é capaz de formar muitos alotrópicos ou modificações estruturais diferentes. Os alótropos de carbono diferentes têm propriedades físicas diferentes, permitindo a variação na eletrocondutividade. Por exemplo, a "viscosidade" do negro de fumo pode ajudar na aderência de uma mistura de cátodos a um coletor de corrente. Entretanto, em elementos de energização que exige quantidades relativamente baixas de energia, essas variações na eletrocondutividade podem ser menos importantes que outras propriedades favoráveis, como densidade, tamanho de partícula, condutividade de calor e uniformidade relativa, entre outras propriedades. Os exemplos de alótropos de carbono incluem: diamante, grafite, grafeno, carbono amorfo (informalmente chamado de negro de fumo), buckminsterfule-rano, carbono vítreo, aerogéis de carbono e outras possíveis formas de carbono capazes de conduzir eletricidade. Um exemplo de um aló-tropo de carbono pode ser grafite. [0169] Um exemplo de uma formulação de mistura de cátodo completa pode ser: onde PIB é poli-isobutileno, JMEMD é dióxido de manganês moído a jato, KS6 é um grafite produzido por Timcal e PIB B10 é poli-isobutileno com um grau de peso molecular de B10.

Arquitetura e fabricação da batería [0170] A tecnologia de arquitetura e fabricação da batería pode estar proximamente interligada. Conforme discutido em seções anteriores da presente invenção, a bateria tem os seguintes elementos: cá-todo, ânodo, separador, eletrólito, coletor de corrente catódica, coletor de corrente anódica e embalagem. Os projetos inteligentes podem tentar combinar esses elementos em subconjuntos fáceis de fabricar. Em outros exemplos, o projeto otimizado pode ter componentes de uso duplo, como, o uso de uma embalagem de metal para duplicar, como um coletor de corrente. A partir de um ponto de vista de volume e espessura relativo, esses elementos podem ser aproximadamente todos de mesmo volume, exceto o cátodo. Em alguns exemplos, o sistema eletroquímico pode exigir cerca de duas (2) a dez (10) vezes o volume do cátodo como ânodo devido às diferenças significantes na densidade mecânica, energia de densidade, eficiência de descarga, pureza do material e presença de aglutinantes, enchedores e agentes condutores. Nestes exemplos, a escala relativa de vários componentes pode ser aproximada nas seguintes espessuras dos elementos: Coletor de corrente do ânodo = 1 pm; Coletor de corrente do cátodo = 1 pm; Eletrólito = líquido intersticial (eficazmente 0 pm); Separador = tão fino ou espesso quando desejado onde a espessura máxima planeja pode ser aproximadamente 15 pm; Ânodo = 5 pm; e o cátodo = 50 pm. Para esses exemplos de elementos, a embalagem necessária para fornecer proteção suficiente para manter a química da batería em ambientes de uso pode ter uma espessura máxima planejada de aproximadamente 50 pm. [0171] Em alguns exemplos, que podem ser fundamentalmente diferentes de construções prismáticas grandes, como formas cilíndricas e retangulares e que podem ser diferentes da construção de estado sólido baseada na pastilha, tais exemplos podem assumir uma construção do tipo "bolsa", usando mantas ou lâminas fabricadas em várias configurações, com elementos de bateria dispostos na parte interna. A restrição pode ter dois filmes ou um filme dobrado sobre o outro lado, cujas configurações podem formar aproximadamente duas superfícies, que podem ser, então, seladas no perímetro para formar um recipiente. Esse fator de forma fina-mas-ampla pode tornar os próprios elementos de bateria finos e amplos. Além disso, esses exemplos podem ser adequados para aplicação através de revestimento, rotogravura, serigrafia, bombardeamento iônico, ou outra tecnologia de fabricação similar. [0172] Pode haver várias disposições dos componentes internos, como o ânodo, separador e cátodo, nesses exemplos de bateria "do tipo bolsa" com fator de forma fina mas ampla. Dentro da região fechada formada pelos dois filmes, esses elementos básicos podem ser tanto "coplanares", que é lado a lado no mesmo plano, ou "cofaciais", que podem ser face a face nos planos opostos. Na disposição copla-nar, o ânodo, o separador e o cátodo podem ser depositados na mesma superfície. Para a disposição cofacial, o ânodo pode ser depositado na superfície-1, o cátodo pode ser depositado na superfície-2 e o separador pode ser colocado entre os dois, tanto depositado em um dos lados, quanto inserido como seu próprio elemento separado. [0173] Um outro tipo de exemplo pode ser classificado como montagem laminada, que pode envolver o uso de filmes, tanto em uma forma de manta quanto uma forma de lâmina, para construir uma batería camada por camada. As lâminas podem ser ligadas entre si usando adesivos, como adesivos sensíveis à pressão, adesivos termicamente ativados, ou adesivos à base de reação química. Em alguns exemplos, as lâminas podem ser ligadas por técnicas de soldagem, como solda-gem térmica, soldagem ultrassônica e similares. As lâminas podem ser susceptíveis às práticas de indústria padrão, como montagem roio-a-rolo (R2R), ou lâmina-a-lâmina. Conforme indicado previamente, um volume interior para o cátodo pode precisar ser substancialmente maior que os outros elementos ativos na bateria. Grande parte de uma construção da bateria poderá ter de criar o espaço desse material ca-tódico e apoiar sua migração durante o dobramento da batería. Uma outra porção da construção da bateria que pode consumir porções significantes da espessura pode ser o material separador. Em alguns exemplos, uma forma de lâmina do separador pode criar uma solução vantajosa para processamento do laminado. Em outros exemplos, o separador pode ser formado pela dispersão de material de hidrogel em uma camada para agir como o separador. [0174] Nesses exemplos de montagem de bateria laminada, o produto em formação pode ter uma lâmina de ânodo, que pode ser uma combinação de uma camada de embalagem e um coletor de corrente anódica, bem como substrato para a camada de ânodo. O produto em formação pode também ter uma lâmina espaçadora do separador opcional, uma lâmina espaçadora catódica e uma lâmina catódica. A lâmina catódica pode ser uma combinação de uma camada de embalagem e uma camada do coletor de corrente de cátodo. [0175] O contato íntimo entre os eletrodos e os coletores de corrente é de importância crítica para reduzir a impedância e aumentar a capacidade de descarga. Se as porções do eletrodo não estiverem em contato com o coletor de corrente, a resistência pode aumentar, visto que a condutividade é, então, através do eletrodo (tipicamente menos condutivo que o coletor de corrente), ou uma porção do eletrodo pode se tornar totalmente desconectada. Nas baterias em forma de moeda e cilíndricas, a intimidade é realizada com força mecânica para frisar a lata, colar em uma lata ou através de meios similares. As arruelas onduladas ou as molas similares são usadas em células comerciais para manter a força dentro da bateria; entretanto, as mesmas podem acrescer em toda a espessura de uma bateria em miniatura. Em típicas baterias adesivas, um separador pode ser saturado em eletrólito, colocado pelos eletrodos e pressionado pela embalagem externa. Em uma bateria laminar cofacial há vários métodos para aumentar a intimidade do eletrodo. O ânodo pode ser colocado diretamente no coletor de corrente em vez de utilizar uma pasta. Este processo inerentemente resulta em um alto nível de intimidade e condutividade. O cátodo, entretanto, é tipicamente uma pasta. Embora o material aglutinante presente na pasta do cátodo possa fornecer adesão e coesão, pressão mecânica pode ser necessária para garantir que a pasta do cátodo permaneça em contato com o coletor de corrente catódica. Isso pode ser especialmente importante conforme a embalagem é fixada e a bateria envelhece e é descarregada, por exemplo, conforme a umidade deixa a embalagem através de vedações finas e pequenas. A compressão do cátodo pode ser obtida na bateria laminar cofacial através da introdução de um separador e /ou eletrólito compatível entre o ânodo e o cátodo. Um eletrólito em gel ou separador de hidrogel, por exemplo, podem se comprimir na montagem e não simplesmente escorrer para fora da bateria, como um eletrólito líquido pode. Uma vez que a bateria é selada, o eletrólito e/ou o separador podem, então, empurrar de volta contra o cátodo. Uma etapa de gofragem pode ser realizada após a montagem da pilha laminar, introduzindo a compressão na pilha. [0176] A mistura de cátodo para uso em baterias biocompatíveis pode ser usada em dispositivos biocompatíveis como, por exemplo, dispositivos eletrônicos implantáveis, como marcapassos e coletores de microenergia, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, dispositivos oftálmicos, bombas microdimensionadas, desfibriladores, stents e similares. [0177] Os exemplos específicos foram descritos para ilustrar as modalidades da amostra para a mistura de cátodo para uso em baterias biocompatíveis. Esses exemplos têm o propósito de ilustrar e não se destinam a limitar o escopo das reivindicações de qualquer maneira. Consequentemente, a descrição tem como intenção englobar todos os exemplos que podem ser evidentes aos versados na técnica.

Claims

1. Método para formar um elemento de energização bio-compatível, sendo que o método é caracterizado por compreender: receber um primeiro filme de substrato de um primeiro material isolante; receber um segundo filme de substrato de um segundo material isolante; cortar uma primeira cavidade no segundo filme de substrato para formar uma camada espaçadora com vão; cortar uma segunda cavidade no primeiro filme de substrato para formar uma camada espaçadora de cátodo, em que uma borda da cavidade define uma parede lateral da cavidade; laminar uma primeira superfície da camada espaçadora com vão a uma primeira superfície da camada espaçadora de cátodo; colocar um separador no elemento de energização biocom-patível através da primeira cavidade na camada espaçadora com vão; receber um filme de ânodo; aderir uma segunda superfície da camada espaçadora com vão a uma primeira superfície do filme do ânodo; receber um pélete de cátodo; e colocar o pélete de cátodo na segunda cavidade da camada espaçadora de cátodo, sendo que a parede lateral da cavidade na camada espaçadora de cátodo e uma superfície do separador colocado contêm o pélete de cátodo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: formar o pélete de cátodo a partir de uma pasta fluida para cátodo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a formação do pélete de cátodo envolve moldar a pasta fluida para cátodo por meio de processamento com rodo da pasta fluída para formar uma camada de mascaramento que compreende orifícios formatados para formar péletes; e sendo que a camada é posicionada sobre um substrato.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um coletor de corrente do cátodo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente recozer o pélete e o substrato.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o recozimento é feito a uma temperatura de aproximadamente 25 a 200 graus Celsius.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o recozimento é feito a uma temperatura de aproximadamente 25 a 600 graus Celsius.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

10. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a formação do pélete de cátodo envolve a extrusão da pasta fluida para formar depósitos em formato de pélete sobre um substrato.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um coletor de corrente do cátodo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracteriza- do pelo fato de que compreende adicionalmente recozer o pélete e o substrato.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

15. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pélete de cátodo é recebido não conectado a nenhum substrato.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente adicionar uma camada de coletor de corrente do cátodo a uma segunda superfície da camada espaçadora de cátodo, sendo que a cama de coletor de corrente do cátodo entra em contato com uma superfície do pélete de cátodo que foi colocada na segunda cavidade.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

19. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: formar uma camada de produtos químicos de cátodo por espalhamento da pasta fluida para cátodo sobre um substrato; secar a camada de produtos químicos de cátodo; e cortar péletes a partir da camada de produtos químicos de cátodo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: sinterizar a camada de produtos químicos de cátodo sobre um substrato.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o corte corta os produtos químicos de cátodo e um coletor de corrente de cátodo subjacente para formar o pélete.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente sinterizar o pélete.

23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

25. Método para formar um elemento de energização biocompatível, sendo o método caracterizado por compreender: receber um primeiro filme de substrato de um primeiro material isolante; cortar uma cavidade no primeiro filme de substrato para formar uma camada espaçadora de cátodo, em que uma borda da cavidade define uma parede lateral da cavidade; receber um filme de ânodo; aderir uma primeira superfície da camada espaçadora de cátodo a uma primeira superfície do filme de ânodo; depositar um separador no elemento de energização biocompatível através da cavidade na camada espaçadora de cátodo, sendo que um material depositado como o separador compreende um material polimerizável; receber um pélete de cátodo; e colocar o pélete de cátodo na cavidade da camada espaça-dora de cátodo, sendo que a parede lateral da cavidade na camada espaçadora de cátodo e uma superfície do separador contêm o pélete de cátodo.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por compreender adicionalmente: formar o pélete de cátodo a partir de uma pasta fluida para cátodo.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a formação do pélete de cátodo envolve moldar a pasta fluida para cátodo por meio de processamento com rodo da pasta fluída para formar uma camada de mascaramento que compreende orifícios formatados para formar péletes; e sendo que a camada é posicionada sobre um substrato.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um coletor de corrente do cátodo.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente recozer o pélete e o substrato.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o recozimento é feito a uma temperatura de aproximadamente 25 a 200 graus Celsius.

31. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o recozimento é feito a uma temperatura de aproximadamente 25 a 600 graus Celsius.

32. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

33. Método, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

34. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a formação do pélete de cátodo envolve a extrusão da pasta fluida para formar depósitos em formato de pélete sobre um substrato.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o substrato compreende um coletor de corrente do cátodo.

36. Método, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente recozer o pélete e o substrato.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

38. Método, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

39. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o pélete de cátodo é recebido não conectado a nenhum substrato.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente adicionar uma camada de coletor de corrente do cátodo a uma segunda superfície da camada espaçadora de cátodo, sendo que a cama de coletor de corrente do cátodo entra em contato com uma superfície do pélete de cátodo que foi colocada na cavidade.

41. Método, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispo- sitivo biomédico.

42. Método, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.

43. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: formar uma camada de produtos químicos de cátodo por espalhamento da pasta fluida para cátodo sobre um substrato; secar a camada de produtos químicos de cátodo; e cortar os péletes da camada de produtos químicos de cátodo com uma prensa de ponta de faca.

44. Método, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado por compreender adicionalmente: sinterizar a camada de produtos químicos de cátodo sobre um substrato.

45. Método, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o corte corta os produtos químicos de cátodo e um coletor de corrente de cátodo subjacente para formar o pélete.

46. Método, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente sinterizar o pélete.

47. Método, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a conexão do elemento de energização biocompatível a um elemento eletroativo em um dispositivo biomédico.

48. Método, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que o dispositivo médico é uma lente de contato.