BR102018007824A2 - microbateria flexível - Google Patents

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BR102018007824A2
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Audebert Jean-François
Howarth Jonathan
Edward Weinstein Lawrence
Pagliaro Leonard
Peterson Serena
Kanner Zachary
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Johnson & Johnson Vision Care
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Abstract

a presente invenção refere-se a designs, estratégias e métodos para a formação de microbaterias. em alguns exemplos, vedações soldadas por solda ultrassônica podem ser usadas para vedar a solução química de bateria dentro da microbateria. em alguns exemplos adicionais, a microbateria é encapsulada por um filme de cobre onde pelo menos uma porção do filme de cobre é formada por folheamento autocatalítico.

Description

(54) Título: MICROBATERIA FLEXÍVEL (51) Int. Cl.: H01M 2/02; H01M 2/10; H01M 2/14; H01M 6/00; A61F 2/16 (30) Prioridade Unionista: 19/04/2017 US 62/487,262, 19/04/2017 US 62/487, 26229/01/2018 US 15/882,126 (73) Titular(es): JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.
(72) Inventor(es): JEAN-FRANÇOIS AUDEBERT; ZACHARY KANNER; LEONARD PAGLIARO; LAWRENCE EDWARD WEINSTEIN; SERENA PETERSON;
JONATHAN HOWARTH (85) Data do Início da Fase Nacional:
18/04/2018 (57) Resumo: A presente invenção refere-se a designs, estratégias e métodos para a formação de microbaterias. Em alguns exemplos, vedações soldadas por solda ultrassônica podem ser usadas para vedar a solução química de bateria dentro da microbateria. Em alguns exemplos adicionais, a microbateria é encapsulada por um filme de cobre onde pelo menos uma porção do filme de cobre é formada por folheamento autocatalítico.
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1/64
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MICROBATERIA FLEXÍVEL.
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS [0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório de Patente dos Estados Unidos N°62/487.262, depositad o em 19 de abril de 2017, e é uma continuação em parte do pedido dos Estados Unidos N° 15/326.161, depositado em 13 de janeiro de 2017, que por sua vez reivindica o benefício do Pedido Provisório de Patente dos Estados Unidos N°62/016.851, depositado em 21 de julho de 201 4. O conteúdo de cada um dos pedidos acima está aqui incorporado a título de referência. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção [0002] A presente invenção refere-se, de modo geral, a uma bateria eletroquímica, e, mais particularmente, a uma microcélula eletroquímica biocompatível.
Descrição da Técnica Relacionada [0003] Recentemente, o número de dispositivos médicos e sua funcionalidade começaram a se desenvolver rapidamente. Esses dispositivos médicos podem incluir, por exemplo, marca-passos implantáveis, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, lentes de contato, bombas de infusão e neuroestimuladores. Funcionalidade adicionada e um aumento no desempenho para 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 são compatíveis com as exigências de tamanho e formato destes dispositivos, assim como as exigências dos novos componentes energizados.
[0004] Alguns dispositivos médicos podem incluir componentes elétricos, como dispositivos semicondutores que realizam uma variedade
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2/64 de funções, e podem ser incorporados em muitos dispositivos biocompatíveis e/ou implantáveis. Entretanto, tais componentes semicondutores precisam de energização e, portanto, elementos de energização também deveríam ser, de preferência, incluídos 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. Portanto, 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. Ao utilizar uma bateria para fins de aplicações biomédicas, é importante que a estrutura e o projeto da bateria acomodem aspectos de biocompatibilidade. Portanto, existe uma necessidade por exemplos inovadores de formação de baterias biocompatíveis para uso em elementos de energização biocompatíveis, que podem ter aspectos de confinamento significativamente aprimorados. [0006] Há várias microbaterias que foram desenvolvidas, algumas das quais são projetadas para serem implantáveis ou, de outro modo, associadas a um dispositivo médico ou outro dispositivo que exige uma fonte de energia para operação. Para os propósitos deste relatório descritivo, uma microbateria é definida por suas dimensões relativamente pequenas. Especificamente, pelo menos uma dimensão (isto é, o comprimento, a largura ou a espessura da bateria) deve ser menor que um milímetro (1,0 mm), e uma segunda dimensão deve ser menor que um
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3/64 centímetro (1,0 cm), enquanto o volume da bateria deve ser menor que 0,003 cc ou três milésimos de um centímetro cúbico.
[0007] É possível preparar baterias com essas dimensões por meio de manufatura aditiva, enrolamento dos eletrodos, ou a seleção e colocação de materiais ativos no lugar. Tais baterias podem ser produzidas em uma variedade de formatos, incluindo formatos cilíndricos, prismáticos ou arqueados. Quando materiais biocompatíveis são usados para a fonte de energia miniaturizada, a fonte de alimentação é biocompatível. Por exemplo, baterias de zinco-carbono, com um eletrólito à base de sal de zinco, eletrodo negativo de zinco e eletrodo positivo de dióxido de manganês podem ser biocompatíveis.
[0008] Existe uma necessidade por uma microfonte de alimentação que seja biocompatível, que possa ser usada em dispositivos médicos ou outros dispositivos pequenos, e que seja capaz de funcionar repetida ou continuamente fornecendo a energia necessária enquanto o dispositivo é dobrado, flexionado, ou, de outro modo, manipulado e também após tal manipulação.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0009] Consequentemente, a presente divulgação apresenta microbaterias flexíveis e projetos aprimorados para uso em elementos de energização biocompatíveis foram descritos. As microbaterias usadas em dispositivos médicos oftálmicos podem ter requisitos únicos e desafiadores, como a necessidade por robustez mecânica, um grau de flexibilidade e biocompatibilidade. Uma lente de contato que usa uma microbateria pode exigir que a bateria tenha as qualidades da lente como ter uma vida útil longa, ter uma medida de flexibilidade e manter a integridade e a operabilidade depois de ser manipulada, e ser biocompatível pelo período de tempo que começa com a fabricação da lente e estende-se até o fim de seu tempo de vida útil. Esse período de tempo
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4/64 expõe a microbateria à solução salina no interior da lente, seja diretamente ou através de uma camada intermediária, e a microbateria pode precisar não só manter sua capacidade e habilidade de fornecer a potência necessária à lente, mas também ser adequadamente vedada, para impedir lixiviação dos componentes da bateria. As dimensões de uma microbateria tornam o isolamento de seus componentes particularmente desafiador, uma vez que a razão entre a área superficial e o volume da microbateria pode ser muito alta.
[0010] A microbateria pode ser armazenada dentro de uma lente oftálmica durante anos, sendo que a lente contém a microbateria armazenada no interior de uma embalagem vedada preenchida com uma solução salina preservativa. Esse ambiente de armazenamento é similar ao armazenamento em solução salina estéril na qual a lente oftálmica é imersa. Essa condição de armazenamento e o ambiente de uma lente oftálmica ou outro dispositivo mantido em condições padrão podem exigir que a microbateria seja projetada para tolerar um dado ambiente sem apresentar falhas devido à entrada de água através da embalagem para o interior da microbateria, o que poderia resultar na expansão da mesma. A embalagem da microbateria pode ter um nível mensurável de permeabilidade. Diferenças de pressão osmótica podem, portanto, ser criadas, o que pode promover a migração de água para o interior da microbateria. Em geral, eletrólitos de baterias convencionais são não aquosos e não toleram contaminação por umidade, ou são soluções ácidas (por exemplo, cloreto de zinco) ou soluções básicas, como hidróxido de potássio, altamente concentradas. Uso de um eletrólito com uma baixa concentração de sal pode ser uma alternativa possível para se reduzir a diferença de pressão osmótica entre o eletrólito e a solução de embalagem envolvendo uma lente que contém a microbateria.
[0011] Outro problema relacionado à biocompatibilidade e à pressão osmótica é o pH do eletrólito. Geralmente, eletrólitos de bateria
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5/64 aquosos podem não ser biocompatíveis. Em uma bateria alcalina típica, o eletrólito de hidróxido de potássio é fortemente alcalino para aumentar a condutividade iônica. Em células de zinco-carbono ou de Leclanché, o pH ácido do eletrólito pode influenciar fortemente a produção de gás hidrogênio na superfície de zinco. Eletrólitos fortemente ácidos ou básicos não são biocompatíveis. Muitos inibidores de corrosão típicos como o mercúrio também não são biocompatíveis.
[0012] Diversas microbaterias, especialmente aquelas produzidas em massa ou aquelas que necessitam de biocompatibilidade, são alojadas em exteriores rígidos. Sua rigidez não possibilita, geralmente, que tais baterias sejam usadas em dispositivos flexíveis. Adicionalmente, o design de invólucro rígido limita as dimensões possíveis da bateria, uma vez que é necessária uma espessura mínima do invólucro para manter a rigidez.
[0013] Baterias que utilizam trilhas condutivas exigem tanto traços flexíveis como substratos flexíveis que sustentam os traços. Tal flexibilidade não é encontrada em materiais compatíveis com um ambiente de bateria oxidante. Em vez disso, as baterias da técnica anterior são tipicamente construídas para serem genericamente imóveis depois de serem fabricadas. O movimento da bateria pode afetar adversamente as conexões, a vedação com o exterior e, de outro modo, afetar o funcionamento adequado da bateria.
[0014] Um aspecto geral inclui um dispositivo biomédico que inclui um componente eletroativo, uma bateria biocompatível, e uma primeira camada de encapsulação. A primeira camada de encapsulação encapsula ao menos o componente eletroativo e a bateria biocompatível. Em alguns exemplos, a primeira camada de encapsulação pode ser usada para definir um contorno de uma lente de contato, circundando componentes internos de uma lente eletroativa com uma camada biocompatível de hidrogel que interage com a superfície do olho de um usuário. Em
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6/64 alguns exemplos a natureza da solução de eletrólitos fornece melhorias para a biocompatibilidade do dispositivo biomédico. Por exemplo, a composição da solução de eletrólitos pode ter concentrações de eletrólito mais reduzidas do que composições de baterias típicas. Em outros exemplos, a composição de eletrólitos pode imitar o ambiente biológico que o dispositivo biomédico ocupa, como a composição de fluido lacrimal em um exemplo não limitador.
[0015] De acordo com um aspecto da presente invenção, é apresentada uma microbateria eletroquímica com componentes biocompatíveis que compreende um ânodo, que pode ser cilíndrico, que se estende ao longo de um primeiro vetor, e um cátodo genericamente plano que se estende ao longo de um segundo vetor. O segundo vetor é genericamente paralelo ao dito primeiro vetor, e o cátodo é disposto a partir do ânodo por um espaço predeterminado. Um coletor do cátodo está em contato elétrico com o cátodo e estende-se ao longo do segundo vetor. Em um aspecto, o coletor do cátodo está posicionado dentro do cátodo. A microbateria eletroquímica pode incluir também um eletrólito posicionado genericamente em torno do ânodo e do cátodo, e posicionado dentro do espaço predeterminado para fornecer condutividade iônica entre o ânodo e o cátodo.
[0016] Em um aspecto, a bateria eletroquímica pode compreender, ainda, um coletor de corrente do ânodo, sendo que o ânodo e o coletor de corrente do ânodo estão ligados em comunicação elétrica. O ânodo e o coletor de corrente do ânodo estão posicionados para se estender ao longo do primeiro vetor em uma primeira disposição empilhada, e o cátodo e o dito coletor de corrente do cátodo estão ligados em comunicação elétrica, e estão posicionados para se estender ao longo do segundo vetor em uma segunda disposição empilhada. A primeira disposição empilhada e a segunda disposição empilhada são separadas uma
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7/64 da outra pelo espaço predeterminado. Um separador pode ser posicionado entre a primeira disposição empilhada e a segunda disposição empilhada dentro do espaço predeterminado.
[0017] A embalagem pode, de modo geral, circundar o ânodo, o cátodo, o coletor do cátodo e o eletrólito. As extremidades terminais do ânodo podem se estender através da embalagem ao longo de um primeiro vetor, e o coletor do cátodo pode também se estender através da embalagem ao longo de um segundo vetor. A embalagem pode ter uma espessura genericamente uniforme. A embalagem pode ser personalizada e acomodar uma célula de bateria eletroquímica, que é formada em um formato desejado em três dimensões. A embalagem pode evitar a migração de água e oxigênio através da dita embalagem. Em um aspecto, a embalagem pode compreender um polímero revestido com um óxido metálico. A taxa de transmissão de vapor d'água da embalagem pode ser menor que 1 g/m2-dia, quando medida entre 85 e 100% de umidade relativa e a temperatura entre 20 e 40 graus Celsius. Dessa forma, em uma microbateria eletroquímica, com um volume igual a ou menor que três milímetros cúbicos (3,0 mm3), tendo um espaço interno que é encapsulado pela embalagem biocompatível, que em um aspecto é posicionada em comunicação iônica com um fluido corporal, ou com um fluido corporal artificial como uma solução salina, a embalagem pode atuar para inibir a transferência de massa entre o espaço interno e o fluido corporal ou a solução salina.
[0018] A microbateria eletroquímica pode ser conformada em todas as três dimensões. Em alguns exemplos, a microbateria eletroquímica pode incluir um formato plano, bem como, um formato no qual um primeiro e um segundo vetores são arqueados, e no qual o primeiro vetor e o segundo vetor são concêntricos um ao outro.
[0019] A microbateria eletroquímica pode incluir também um ânodo produzido a partir de zinco. Em um aspecto da invenção, o ânodo pode
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8/64 ser um fio de zinco. O cátodo da presente invenção compreende dióxido de manganês, um material aditivo condutor, e um aglutinante. O coletor do cátodo pode compreender um metal, como titânio, em forma de fio e pode ser posicionado adjacente ou alternativamente dentro do cátodo. Em uma modalidade onde o coletor do cátodo está posicionado no interior do cátodo, o diâmetro do ânodo pode ser igual à espessura do cátodo, de modo que a espessura da célula eletroquímica seja igual ao diâmetro do ânodo mais a espessura da embalagem.
[0020] A primeira célula eletroquímica da microbateria pode operar como uma única célula, ou ser conectada a uma segunda célula eletroquímica, em série ou em paralelo à primeira célula eletroquímica. Na modalidade em série, o ânodo da primeira célula eletroquímica pode ser eletricamente conectado ao coletor do cátodo da segunda célula eletroquímica. O ânodo da célula eletroquímica pode ser soldado ao coletor do cátodo da segunda célula eletroquímica, para formar uma conexão mecanicamente firme e em comunicação elétrica. As células da microbateria podem ser embaladas independentemente, ou a embalagem da primeira célula eletroquímica e a embalagem da segunda célula eletroquímica são unidas para formar uma embalagem contígua. Em um aspecto, quando a segunda célula eletroquímica está conectada em série à dita célula eletroquímica, o ânodo da célula eletroquímica está conectado eletricamente a um coletor do cátodo da dita segunda célula eletroquímica, e a embalagem da célula eletroquímica e a embalagem da segunda célula eletroquímica são unidas para formar uma embalagem contígua. Em um aspecto no qual o ânodo da célula eletroquímica inclui, ainda, um coletor do ânodo em comunicação elétrica com o ânodo da célula eletroquímica, o coletor do ânodo estende-se para fora da célula eletroquímica e para dentro da segunda célula eletroquímica, e sendo que o coletor do ânodo está conectado eletricamente ao cátodo da sePetição 870180031517, de 18/04/2018, pág. 247/321
9/64 gunda célula eletroquímica, e sendo que a embalagem da célula eletroquímica e a embalagem da segunda célula eletroquímica são unidas para formar uma embalagem contígua.
[0021] Em um aspecto, o volume da bateria eletroquímica pode ser igual a ou menor que três milímetros cúbicos (3,0 mm3). O ânodo pode ter um comprimento que se estende ao longo do primeiro vetor, e uma largura e espessura que se estende perpendicularmente ao dito primeiro vetor, sendo que a largura é maior que a espessura, e a razão entre o comprimento e a largura é maior que vinte para um (20:1). O cátodo pode ter um comprimento que se estende ao longo do segundo vetor, e uma largura e espessura que se estende perpendicularmente ao segundo vetor, sendo que a largura é maior que a espessura, e a razão entre o comprimento e a largura é maior que dez para um (10:1).
[0022] Em um aspecto, o espaço interno da microbateria pode compreender uma solução eletrolítica aquosa neutra, como acetato de zinco. A concentração do acetato de zinco no eletrólito pode compreender menos que dez por cento em peso do dito eletrólito (10%, em peso). O pH do eletrólito pode situar-se entre 6 e 8, sendo que a embalagem está posicionada em comunicação iônica com uma solução salina, sendo a diferença entre a pressão osmótica do eletrólito em relação à pressão osmótica da solução salina menor que um megapascal (1 MPa) (dez atmosferas (10 atm)). O ânodo pode compreender zinco e o cátodo pode compreender dióxido de manganês. O coletor de corrente do ânodo e o coletor de corrente do cátodo podem compreender, cada um, titânio, tântalo, platina ou outro material biocompatível eletricamente condutivo e flexível. O ânodo pode incluir pó de zinco, e um artigo de zinco, como uma folha metálica de zinco que se estende pelo comprimento da bateria, sendo que o pó de zinco está em comunicação elétrica com o artigo de zinco.
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10/64 [0023] A microbateria pode ser construída de acordo com um método que compreende as etapas de: formar um cátodo com comprimento e espessura, sendo que a razão entre o comprimento e a espessura é igual a ou maior que 50:1; fixar o cátodo a um coletor do cátodo estendendo-se ao longo do comprimento do cátodo para formar um conjunto de cátodo; formar um ânodo que tem um comprimento e uma espessura, sendo que a razão entre o comprimento e a espessura é igual a ou maior que 50:1; distribuir um eletrólito aquoso em torno de ambos o ânodo e o conjunto de cátodo, para possibilitar comunicação iônica entre o cátodo e o ânodo; e colocar o conjunto de cátodo, o eletrólito e o ânodo dentro de uma primeira e de uma segunda porções da embalagem termoplástica. As primeira e segunda porções podem envolver todo o eletrólito, uma porção do conjunto de cátodo e uma porção do ânodo para formar uma bateria interna delimitada por lados do interior da bateria, exceto para possibilitar que uma porção de extremidade do conjunto de cátodo e ânodo se estenda para fora do interior da bateria em uma primeira e uma segunda extremidades da microbateria; vedar o interior da bateria por aquecimento da primeira e da segunda porções da embalagem ao longo do comprimento dos lados internos da bateria, e isolar o interior da bateria na primeira e na segunda extremidades da microbateria ao vedar a embalagem ao redor dos conjuntos de ânodo e de cátodo; e remover a embalagem externa à microbateria vedada. Em um aspecto do método, a primeira e a segunda porções da embalagem podem ser colocadas dentro de uma máquina de solda ultrassônica, e a máquina de solda ultrassônica pode vedar a primeira e a segunda porções da embalagem em torno do interior da bateria ao vedar a embalagem, e cortar a embalagem na área de selagem em uma etapa. Em um aspecto, um separador pode ser inserido entre o ânodo e o cátodo. Em outro aspecto, o ânodo é fixado a um coletor do ânodo, e o coletor do ânodo é posicionado para se estender para fora do interior da bateria
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11/64 tanto na primeira como na segunda extremidades da microbateria. [0024] Essas e outras características, vantagens e objetos da presente invenção serão adicionalmente compreendidos e apreciados pelos versados na técnica, por referência ao seguinte relatório descritivo, reivindicações e desenhos em anexo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0025] A Figura 1 é uma vista em seção transversal exemplificadora de uma célula de bateria eletroquímica tomada ao longo de um plano normal ao vetor L (comprimento);
[0026] a Figura 2 é uma vista em seção transversal exemplificadora da célula de bateria eletroquímica tomada ao longo do plano normal ao vetor H (altura);
[0027] a Figura 3 é uma vista representativa em seção transversal exemplificadora da célula de bateria eletroquímica da presente invenção;
[0028] a Figura 4 é uma vista em perspectiva exemplificadora da célula de bateria eletroquímica com a porção de embalagem mostrada em uma vista explodida;
[0029] a Figura 5A é uma vista em perspectiva exemplificadora da porção de embalagem da célula de bateria eletroquímica de acordo com uma modalidade;
[0030] a Figura 5B é uma vista em perspectiva exemplificadora da porção de embalagem da célula de bateria eletroquímica de acordo com outra modalidade;
[0031 ] a Figura 6 é uma vista em seção transversal exemplificadora da célula da bateria eletroquímica da presente invenção disposta em um dispositivo de soldagem ultrassônica, representando um método para selagem da embalagem externa;
[0032] a Figura 7 é uma vista em seção transversal exemplificadora da embalagem de bateria moldada ilustrando duas células em série em
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12/64 um formato arqueado;
[0033] a Figura 8 é uma vista em seção transversal exemplificadora da embalagem de bateria moldada mostrando duas células em série em um formato arqueado e destacando como as células são conectadas eletricamente;
[0034] a Figura 9 é uma seção ampliada exemplificadora da conexão elétrica entre as duas células da embalagem de bateria moldada mostrada na Figura 8;
[0035] a Figura 10 é uma vista explodida exemplificadora da célula de bateria eletroquímica mostrando duas células em série em um formato arqueado e um feixe de solda a laser para vedar a embalagem da célula;
[0036] a Figura 11 A é uma vista em perspectiva exemplificadora do substrato usado para preparar a presente invenção no exemplo ilustrativo;
[0037] a Figura 11B é uma vista em perspectiva exemplificadora de uma forma provisória do cátodo e do conjunto de coletor do cátodo da presente invenção, conforme descrito no exemplo ilustrativo;
[0038] a Figura 11C é uma vista em perspectiva exemplificadora do cátodo e do conjunto de coletor do cátodo da presente invenção, conforme descrito no exemplo ilustrativo; e [0039] a Figura 11D é uma vista em perspectiva exemplificadora da presente invenção preparada no substrato, conforme descrito no exemplo ilustrativo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0040] Métodos de formação de microbaterias flexíveis com biocompatibilidade aprimorada são divulgados no presente pedido. Nas seções a seguir, as descrições detalhadas de vários exemplos são descritas. As descrições de exemplos são modalidades exemplificadoras apePetição 870180031517, de 18/04/2018, pág. 251/321
13/64 nas, e várias modificações e alterações podem ser evidentes aos versados na técnica. Portanto, as modalidades exemplificadoras não limitam o escopo do presente pedido. Em alguns exemplos, estas baterias biocompatíveis podem ser projetadas para uso em, ou próximo ao corpo de um organismo vivo.
Glossário [0041] Na descrição e nas reivindicações abaixo, vários termos podem ser usados. As seguintes definições se aplicarão a eles:
[0042] Ânodo, para uso na presente invenção, refere-se a um eletrodo através do qual flui corrente elétrica para o interior de um dispositivo 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.
[0043] Bateria, como usado aqui, refere-se a uma fonte de energia eletroquímica que consiste em uma célula eletroquímica simples ou uma multiplicidade de células eletroquímicas, adequadamente conectadas uma a outra para fornecer uma tensão ou corrente desejada. As células podem ser células primárias (não recarregáveis) ou secundárias (recarregáveis).
[0044] Ligante, como usado aqui, refere-se a um polímero que é capaz de exibir respostas elásticas a deformações mecânicas e que é quimicamente compatível com outros componentes do elemento de energização. Por exemplo, aglutinantes podem incluir materiais eletroativos, eletrólitos, polímeros etc. Em alguns exemplos, o aglutinante pode se referir a uma substância que contém partículas e/ou partículas e líquido juntos em uma massa coesiva.
[0045] Biocompatível, como usado aqui, se refere a um material ou dispositivo que funciona com uma resposta do hospedeiro apropriada em uma aplicação específica. Por exemplo, um dispositivo biocompatível não tem efeitos tóxicos ou lesivos em sistemas biológicos.
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14/64 [0046] Cátodo, para uso na presente invenção, se refere 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.
[0047] Revestimento, para uso na presente invenção, se refere a um depósito de material em formas finas. Em alguns usos, o termo se referirá a um depósito delgado 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 delgados em regiões menores da superfície.
[0048] Eletrodo, como usado aqui, pode se referir a um transdutor de energia na fonte de energia. Por exemplo, pode incluir um ou ambos dentre ânodo e cátodo.
[0049] Energizado, para uso na presente invenção, se refere ao estado de se ter a capacidade de abastecer corrente elétrica ou ter energia elétrica armazenada em seu interior.
[0050] Energia, para uso na presente invenção, refere-se à capacidade de um sistema físico para realizar trabalho. Muitos usos dos elementos de energização podem se referir à capacidade de executar ações elétricas.
[0051] Fonte de energia ou elemento de energização ou dispositivo de energização, para uso na presente invenção, se refere a qualquer dispositivo ou camada que tenha a capacidade de fornecer energia ou colocar um dispositivo lógico ou elétrico em um estado energizado. Os elementos de energização podem incluir baterias. As baterias podem ser formadas a partir de uma química de célula do tipo alcalina, e podem ser baterias de estado sólido ou baterias de célula úmida, incluindo química alcalino aquosas, ácido aquosas, ou química de eletrólito salino
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15/64 aquosa, ou químicas não aquosas, químicas de sal fundido, ou química de estado sólido. As baterias podem ser dos tipos de célula seca (eletrólito imobilizado) ou célula úmida (eletrólito líquido, livre).
[0052] Cargas, como usado aqui, refere-se a um ou mais separadores de elementos de energização que não reagem com qualquer um dentre eletrólitos ácidos ou alcalinos. Geralmente, cargas podem incluir substancialmente materiais insolúveis em água, como negro de fumo; pó de carvão; grafite; óxidos metálicos e hidróxidos como silicone, alumínio, cálcio, magnésio, bário, titânio, ferro, zinco e estanho; metal carbonatas como aqueles de cálcio e magnésio; minerais como mica, montmorolonita, caulinita, atapulgita e talco; zeólitas sintéticas e naturais como cimento Portland; silicatos de metal precipitado, como silicato de cálcio; polímeros ocos ou sólidos ou microesferas vítreas, flocos e fibras; e similares.
[0053] Funcionalizado, como usado aqui, refere-se a tornar uma camada ou dispositivo capaz de executar uma função que inclui, por exemplo, energização, ativação e/ou controle.
[0054] Molde, como usado aqui, 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 peças de molde que, quando opostas uma à outra, definem a estrutura de um objeto tridimensional.
[0055] Potência, conforme usado no presente documento, referese ao trabalho realizado ou à energia transferida por unidade de tempo. [0056] Recarregável ou reenergizável, como usado na presente invenção, refere-se à capacidade de restauração para um estado com maior capacidade de realização de trabalho. Muitos usos podem relacionar a capacidade de restauração com a habilidade da corrente elétrica de fluir a uma certa taxa por certos períodos de tempo restabelecidos. [0057] Reenergizar ou recarregar, como usado aqui, refere-se à
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16/64 restauração a um estado com capacidade maior de realizar trabalho. Muitos usos podem estar relacionados à restauração da capacidade de fluxo de corrente elétrica de um dispositivo, a uma certa taxa durante um determinado período de tempo restabelecido.
[0058] Liberado, como usado aqui e algumas vezes chamado de liberado de um molde, significa que um objeto tridimensional é completamente separado do molde ou apenas fixado de maneira frouxa ao molde, de modo que possa ser removido com agitação leve.
[0059] Empilhada, para uso na presente invenção, significa que pelo menos duas camadas de componente são colocadas em proximidade uma da 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, que pode servir para a adesão ou outras funções, pode residir entre as duas camadas que estão em contato uma com a outra através do dito revestimento.
[0060] O termo trilhas, como usado aqui, se refere a componentes de elementos de energização capazes de conectar os componentes do circuito. Por exemplo, trilhas de circuito podem incluir cobre ou ouro quando o substrato é uma placa de circuito impresso e podem, tipicamente, ser de cobre, ouro ou um filme impresso em um circuito flexível. Um tipo especial de trilha é o coletor de corrente. Coletores de corrente são trilhas com compatibilidade eletroquímica que tornam os coletores de corrente adequados para uso na condução de elétrons de e para um cátodo ou ânodo de uma célula eletroquímica.
[0061 ] Pode haver outros exemplos de como montar e configurar as baterias de acordo com a presente invenção, e alguns podem ser descritos nas próximas seções. Entretanto, para muitos destes exemplos, há parâmetros e características selecionadas das baterias que podem
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17/64 ser descritos independentemente. Nas seções a seguir, algumas características e parâmetros serão analisados.
[0062] Com referência à Figura 1 e à Figura 2, são mostradas duas representações em seção transversal diferentes de uma célula de bateria eletroquímica 100 exemplificadora, de acordo com uma modalidade. A Figura 1 é uma representação em seção transversal ao longo de um plano normal ao vetor L (comprimento), e a Figura 2 é uma representação em seção transversal ao longo de um plano normal ao vetor H (altura).
[0063] A célula de bateria eletroquímica inclui um ânodo cilíndrico 110 que se estende ao longo do comprimento da célula de bateria eletroquímica, e serve como o eletrodo negativo. Mais especificamente, o ânodo 110 estende-se ao longo de um vetor paralelo ao vetor de comprimento L mostrado na Figura 2. Nessa modalidade, o ânodo 110 tem um formato genericamente cilíndrico e tem a seção transversal circular. O diâmetro do ânodo 110 é pequeno o suficiente e sua razão de aspecto (razão entre o comprimento e a largura) é grande o suficiente para permitir a flexibilidade do ânodo 110. O diâmetro pode ser dimensionado para ser grande o suficiente para acomodar a ausência de qualquer coletor de corrente. À medida que a célula de bateria eletroquímica se descarrega, o material reativo do ânodo poderá reagir eletroquimicamente e entrar na solução. À medida que o material reativo do ânodo deixa o ânodo, a superfície do ânodo pode cavitar ou, de outro modo, alterar, o que pode resultar em uma diminuição geral no diâmetro. O material de ânodo restante pode permanecer contíguo, para ainda poder agir como um coletor de corrente do ânodo ao longo de todo o seu comprimento e, assim, ser capaz de conduzir elétrons do ânodo para fora da célula de bateria eletroquímica.
[0064] Conforme poderá ser descrito novamente abaixo com mais detalhes, em alguns exemplos o ânodo 110 está posicionado em um
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18/64 lado da célula de bateria eletroquímica nessa modalidade adjacente à primeira e à segunda porções de embalagem 140 e 150. A primeira porção de embalagem 140 e a segunda porção de embalagem 150 estão dispostas uma em relação à outra para formar um interior da célula 160. As porções de embalagem são fabricadas a partir de um material que pode ser ligado ou, de outro modo, vedado em si mesmo. O material da porção de embalagem também pode ser flexível e capaz de acomodar todos os componentes localizados no interior da célula 160.
[0065] Em alguns exemplos, a célula de bateria eletroquímica inclui, ainda, um cátodo 120 que também se estende ao longo do comprimento da célula de bateria eletroquímica, e serve como o eletrodo positivo. Mais especificamente, o cátodo 120 se estende ao longo de um vetor paralelo ao vetor de comprimento L mostrado na Figura 2. Nessa modalidade, o cátodo 120 é genericamente plano e retangular na seção transversal. O cátodo pode ser posicionado em contato elétrico com o coletor de corrente do cátodo 130, e nessa modalidade, pode ser fixado sobre o coletor de corrente do cátodo 130. Essa disposição do revestimento do cátodo 120 sobre um coletor de corrente do cátodo 130 flexível fornece uma construção de cátodo flexível que permanece coerente enquanto a célula de bateria eletroquímica 100 é torcida, flexionada ou, de outro modo, contorcida. À medida que a célula de bateria eletroquímica se descarrega eletroquimicamente, o material reativo do cátodo 120 poderá reagir eletroquimicamente, e possivelmente se expandir. O cátodo pode ser projetado para acomodar tal expansão ao ser produzido com uma porosidade adequada, e por ser produzido a partir de ingredientes adequados que podem acomodar tal expansão. Essa acomodação pode possibilitar que o cátodo 120 mantenha sua adesão com o coletor de corrente do cátodo 130 e, de outro modo, permaneça coerente.
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19/64 [0066] O cátodo 120 e ο coletor de corrente do cátodo 130 são mostrados posicionados e apoiados na segunda porção de embalagem 150, e em uma posição oposta ao ânodo 110 no interior da célula 160. Embora os tamanhos do ânodo 110 e do cátodo 120 mostrados na Figura 1 e na Figura 2 não estejam necessariamente em escala, as posições relativas do ânodo e do cátodo são separadas por um espaço predeterminado 170. As dimensões do espaço predeterminado no interior da célula podem ser importantes para assegurar que o ânodo e o cátodo não façam contato direto um com o outro, o que causaria um curto-circuito na bateria. A dimensão também não pode ser tão grande a ponto de impedir difusão de carga iônica eficaz, a qual está diretamente relacionada à capacidade nominal da célula de bateria eletroquímica. Embora, em modalidades alternativas, um separador de bateria de membrana permeável possa ser usado, a construção da célula da presente modalidade elimina a necessidade de complexidade de fabricação adicional e despesas para a adição de tal componente.
[0067] O cátodo 120 e o ânodo 110 se comunicam ionicamente através do eletrólito 180, que está posicionado de modo que tanto o ânodo como o cátodo possam se comunicar ionicamente com o material de eletrólito. O eletrólito 180 pode possibilitar o fluxo de carga elétrica entre o ânodo 110 e o cátodo 120. O eletrólito 180 pode ser um líquido, gel ou semissólido, desde que seja flexível e capaz de se mover no interior da célula 160, enquanto desempenha sua tarefa de fornecer difusão iônica entre o ânodo 110 e o cátodo 120.
[0068] Os elétrons gerados pela célula de bateria eletroquímica 100 podem ser conduzidos a partir da célula por meio de uma aba do coletor do ânodo 190. Essa aba do coletor do ânodo 190 pode ser afixada a uma extremidade do ânodo 110 para estar em comunicação elétrica com o ânodo 110. A aba do coletor do ânodo 190 fornece uma extensão em formato adequado do ânodo 110, de modo que o interior da célula
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160 possa ser adequadamente vedado, com ambos o ânodo 110 e o cátodo 120 em comunicação elétrica com o lado externo do interior da célula 160 e ambas a primeira e a segunda porções de embalagem 140 e 150. A posição da aba do coletor do ânodo 190 na Figura 1 e na Figura 2 é mostrada entre o ânodo 110 e a primeira porção de embalagem 140. Como pode ser visto, esse posicionamento pode adicionar altura ou uma protuberância à célula de bateria eletroquímica 100, e uma posição alternativa pode ser preferencial para evitar o aumento dessas dimensões. A aba do coletor do ânodo 190 é conformada em relação ao componente ao qual ela poderá ser conectada em um dispositivo. Esse formato pode ser selecionado por um versado na técnica para criar uma conexão elétrica firme entre a aba do ânodo e o dispositivo.
[0069] Embora não mostrado na modalidade da Figura 1 e da Figura 2, tanto a aba do coletor do ânodo 190 como o coletor de corrente do cátodo 130 podem se estender além de suas respectivas extremidades no ânodo 110 e no cátodo 120. Essas porções que se estendem a partir da aba do coletor do ânodo 190 e do coletor de corrente do cátodo 130 permitem uma selagem mais eficiente do interior da célula 160. Tanto a primeira como a segunda porções de embalagem 140 e 150 podem ser vedadas uma à outra, para vedar o interior da célula 160 a partir do lado externo ou da célula de bateria eletroquímica 100, e ser vedadas em torno da aba do coletor do ânodo 190 e do coletor de corrente do cátodo 130, que se estende até o lado externo da primeira e da segunda porções de embalagem 140 e 150. Como tal, a aba do coletor do ânodo 190 se torna o contato negativo externo da célula de bateria eletroquímica 100, e o coletor de corrente do cátodo 130 se torna o contato positivo externo da célula de bateria eletroquímica.
[0070] Em operação, quando uma carga (não mostrada) é conectada eletricamente a ambos a aba do coletor do ânodo 190 e o coletor de corrente do cátodo 130 para formar um circuito, o ânodo 110 libera
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21/64 elétrons através da aba do coletor do ânodo 190 para o contato negativo externo, enquanto simultaneamente libera íons no eletrólito 180. O cátodo 120 aceita os elétrons que fluem a partir do circuito através do contato positivo externo e do coletor de corrente do cátodo 130, e reage eletroquimicamente para equilibrar o potencial químico da célula de bateria eletroquímica. A presente disposição da célula de bateria eletroquímica 100 pode operar eficazmente durante torção, enquanto está sendo dobrada, ou, de outro modo, manipulada.
[0071] A célula de bateria eletroquímica 100, mostrada na Figura 1 e na Figura 2, pode ser acoplada mecânica e eletricamente em série a uma célula idêntica, conforme mostrado na Figura 3. Na Figura 3, é mostrada uma primeira célula de bateria eletroquímica 200 e sua respectiva porção de extremidade negativa 201. A primeira célula de bateria eletroquímica 200 tem um ânodo 210, um cátodo 220 e uma aba do coletor do ânodo 290. É, também, mostrada na Figura 3, uma segunda célula de bateria eletroquímica 300 e sua porção de extremidade positiva 301. A segunda célula de bateria eletroquímica tem, também, um ânodo 310, um cátodo 320 e um coletor de corrente do cátodo 330. Conforme mostrado na Figura 3, a aba do coletor do ânodo 290 da primeira célula de bateria eletroquímica 200 está conectada ao coletor de corrente do cátodo 330 da segunda célula de bateria eletroquímica 300 no ponto de conexão 399. Essa disposição de acoplamento mecânico e elétrico cria uma bateria de múltiplas células com duas células de bateria eletroquímicas em série, para fornecer uma tensão eficaz duas vezes maior que a de cada célula. Disposições de acoplamento alternativas podem ser usadas para criar baterias paralelas e outras baterias de múltiplas células que usam duas ou mais células.
[0072] As respectivas porções de embalagem 240 e 340, e 250 e 350 são mostradas unidas, de modo a formar uma superfície externa
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22/64 contígua, ou podem ser fabricadas como porções de embalagem únicas. Entretanto, conforme poderá ser descrito em mais detalhes, os interiores de célula respectivos 260 e 360 são, de preferência, separados. Na Figura 4, é mostrada uma vista alternativa das duas baterias em série 400. Uma primeira célula de bateria eletroquímica 401 é elétrica e mecanicamente acoplada a uma segunda célula de bateria eletroquímica 402. Ambas a primeira célula de bateria eletroquímica 401 e a segunda célula de bateria eletroquímica 402 têm ânodos 410 e 411 respectivos, e cátodos 420 e 421 respectivos. Cada cátodo é associado a e acoplado eletricamente a um coletor de corrente do cátodo, e o cátodo 420 da primeira célula de bateria eletroquímica está associado ao coletor de corrente do cátodo 430 da primeira célula de bateria eletroquímica, e o cátodo 421 da segunda célula de bateria eletroquímica está também associado a um coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica (não mostrado). O ânodo 411 da segunda célula de bateria eletroquímica está elétrica e mecanicamente associado a uma aba do coletor do ânodo 490 da segunda célula de bateria eletroquímica, que também está elétrica e mecanicamente associada ao coletor de corrente do cátodo 430 da primeira célula de bateria eletroquímica no ponto de conexão 499.
[0073] As duas células eletroquímicas em série são circundadas no lado do cátodo por uma primeira porção de embalagem 440 que se estende ao longo do comprimento das duas células em série, mas termina em uma primeira extremidade 403, para possibilitar que o coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica suspenda a primeira porção de embalagem. Em uma segunda extremidade 404, a primeira porção de embalagem é terminada de modo similar, para possibilitar que a aba do coletor do ânodo 491 da primeira célula de bateria eletroquímica se estenda para além da segunda extremidade.
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Uma segunda porção de embalagem 450 similar em comprimento e largura à primeira porção de embalagem 440 está posicionada adjacente ao lado do ânodo das duas baterias em série, e o interior da célula 460 pode ser vedado pela associação da primeira porção de embalagem 440 com a segunda porção de embalagem adesivamente, ou por solda de uma maneira que possibilite que tanto o coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica como a aba do coletor de corrente do cátodo da primeira célula de bateria eletroquímica se estendam além das porções de embalagem, para possibilitar que eles entrem em comunicação elétrica com uma carga externa (não mostrada). [0074] Pode ser preferencial separar o interior da célula 460 em interiores de célula individuais associados a cada célula de bateria eletroquímica. Isto pode ser feito fornecendo-se um divisor adjacente ao ponto de conexão 499. Com referência à Figura 5A, é mostrada uma porção de embalagem 500 que pode ser usada para fornecer separação ao interior da célula dessa modalidade. A porção de embalagem 500 inclui um divisor 510 que pode ser afixado à porção de embalagem em um ponto de separação 520 na porção de embalagem. O divisor 510 pode ser configurado para agir como uma barreira entre duas células de bateria eletroquímicas em série, para evitar condução iônica e fluxo convectivo entre as células. O divisor 510 pode ser soldado a laser na porção de embalagem e, então, novamente soldado a laser quando a porção de embalagem 500 é vedada em relação a uma segunda porção de embalagem por meio de solda a laser ou um método de conexão alternativo. Em uma modalidade alternativa, o divisor pode ser afixado através de métodos de ligação alternativos, como soldagem ultrassônica, ou métodos de soldagem por calor.
[0075] Na Figura 5B, é mostrada uma modalidade alternativa para fornecer separação do interior da célula. A porção de embalagem 550
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24/64 inclui um divisor 560 em um ponto de separação 570 na porção de embalagem. O divisor 560 pode ser preso à porção de embalagem e a uma segunda porção de embalagem por meio de um adesivo, com mais preferência por meio de um adesivo curado por UV. A primeira e a segunda porções de embalagem podem ser vedadas uma em relação à outra em suas periferias e no divisor 560 preso adesivamente a ambas as porções de embalagem, para fornecer a separação do interior da célula. [0076] Na Figura 6, é mostrada uma vista em seção transversal de uma modalidade alternativa da célula de bateria eletroquímica 600. Nessa modalidade, a célula de bateria eletroquímica 600 tem um coletor de corrente do cátodo em formato cilíndrico 630 da célula de bateria eletroquímica, o qual é mostrado posicionado entre o cátodo 620 da célula de bateria eletroquímica e uma primeira porção de embalagem. Embora não mostrado, o coletor de corrente do cátodo da célula de bateria eletroquímica pode ser alternativamente disposto completa ou parcialmente dentro do cátodo 620. Um ânodo 610 está situado no interior da célula 660 a uma distância predeterminada 670 a partir do cátodo 620. O interior da célula é preenchido com um eletrólito (não mostrado) para fornecer a condutividade iônica necessária entre os eletrodos de ânodo e cátodo.
[0077] Um método para unir ambas a primeira porção de embalagem 640 e a segunda porção de embalagem 650 ao longo de suas respectivas periferias pode ser descrito com referência à Figura 6. A célula de bateria eletroquímica 600 pode ser colocada dentro de um dispositivo de soldagem ultrassônica que é mostrado de maneira representativa na seção transversal circundando uma porção da célula de bateria eletroquímica 600. O dispositivo de soldagem ultrassônica compreende ambas uma corneta de soldagem ultrassônica 691 e uma bigorna de soldagem ultrassônica 692. A célula de bateria eletroquímica 600 é colocada dentro do dispositivo, e a corneta de soldagem ultrassônica 691 é
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25/64 colocada em contato com a primeira porção de embalagem 640 em locais onde uma solda é desejada. Na modalidade desse método, uma solda é desejada em ambos o lado do ânodo da célula de bateria eletroquímica 601 e o lado do cátodo da célula de bateria eletroquímica 602. Uma pressão controlada é aplicada pelo dispositivo à célula de bateria eletroquímica, colocando a primeira porção de embalagem 640 e a segunda porção de embalagem 650 em contato uma com a outra. A corneta ultrassônica é vibrada a uma frequência adequada para o material na amplitude desejada durante um intervalo predeterminado de tempo que é necessário para soldar a primeira e a segunda porções de embalagem. A pressão controlada pode ser mantida por um segundo tempo predeterminado para permitir que as porções de embalagem se fundam.
[0078] Uma soldagem ultrassônica de plásticos da técnica anterior ocorre com o movimento da corneta ultrassônica, predominantemente perpendicular ao plano dos itens sendo unidos (para a vedação lateral, ao longo do vetor H mostrado na Figura 2), e isso pode resultar em uma junta larga, o que pode ser indesejável. Em alguns exemplos, quando o movimento da corneta ultrassônica está predominantemente no mesmo plano que a vedação lateral (para a vedação lateral linear, um plano que se estende ao longo do vetor L mostrado na Figura 2), pode-se obter uma selagem relativamente mais estreita. O vetor de movimento da corneta está no mesmo plano que a borda da embalagem sendo vedada. Para junções laterais não lineares (por exemplo, junções laterais arqueadas), o movimento da corneta em relação à junção lateral pode variar em diferentes posições ao longo da junção lateral, mas poderá permanecer no mesmo plano que a embalagem sendo soldada.
[0079] O excesso de embalagem pode ser mecanicamente aparado nas extremidades 693 e 694, por exemplo, por corte a laser, corte ultrassônico, separação por ferramenta-matriz, ou corte por jato de água,
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26/64 de modo a remover porções de embalagem externas à solda. Alternativamente, o tempo de soldagem ultrassônica pode ser estendido para cortar as extremidades vedadas 693 e 694, ao mesmo tempo em que as porções de embalagem são vedadas. Uma vez que as porções de embalagem foram soldadas ao longo da periferia, vedando assim a célula de bateria eletroquímica, a segunda pressão controlada é removida e a corneta de soldagem ultrassônica é retraída. Por esse processo de união, diversas células de bateria eletroquímicas podem ser vedadas de maneira consecutiva.
[0080] A presente configuração de célula de bateria eletroquímica não é limitada a uma construção linear e plana, e, em vez disso, pode ser construída em vários formatos e tamanhos, de acordo com várias modalidades. Os componentes da célula de bateria eletroquímica, bem como a embalagem, podem ser usados para moldar a célula de bateria eletroquímica até seu formato desejado.
[0081] Na Figura 7 é mostrada a célula de bateria eletroquímica 1000 em um formato arqueado. Nessa modalidade, duas células de bateria eletroquímicas são conectadas em série. Uma primeira célula de bateria eletroquímica 1001 é tanto eletricamente como mecanicamente conectada a uma segunda célula de bateria eletroquímica 1002 em um ponto de conexão 1099. Ambas a primeira e a segunda células de bateria eletroquímicas são mostradas repousando sobre uma primeira porção de embalagem 1040. Embora não mostrada, uma segunda porção de embalagem está associada à primeira porção de embalagem para formar um lado externo de embalagem contíguo para a célula de bateria eletroquímica.
[0082] A primeira célula de bateria eletroquímica 1001 inclui um ânodo 1010 e um cátodo 1020. O cátodo está posicionado em comunicação elétrica com um coletor de corrente do cátodo da primeira célula
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27/64 de bateria eletroquímica 1030. A segunda célula de bateria eletroquímica 1002 inclui, de modo similar, um ânodo 1011 e um cátodo 1021. O cátodo 1021 está posicionado adjacente e em comunicação elétrica com um coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica 1031. Ambos os ânodos 1010 e 1011 têm abas de coletor do ânodo associadas, que estão ambas conectadas elétrica e mecanicamente a uma extremidade do ânodo, para conduzir elétrons.
[0083] No ponto de conexão 1099, é mostrada uma conexão elétrica e mecânica entre a aba do coletor do ânodo da primeira célula de bateria eletroquímico 1090 e o coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica 1031. A conexão pode ser soldada ou, alternativamente, feita de modo que a eletricidade possa fluir entre ambas a primeira e a segunda células de bateria eletroquímicas, e de modo a fornecer uma medida da resistência, para que a célula de bateria eletroquímica 1000 seja fixada no formato desejado.
[0084] Cada um desses componentes na célula de bateria eletroquímica se estende ao longo de trajetórias ou vetores paralelos e arqueados. Por exemplo, o ânodo 1010 e o ânodo 1011 se estendem ao longo de um vetor arqueado, sendo que o comprimento do mesmo é aproximadamente o comprimento da célula de bateria eletroquímica 1000. O cátodo 1020 e o cátodo 1021 se estendem ao longo de um vetor arqueado separado que se estende em paralelo ao vetor do ânodo. A célula de bateria eletroquímica 1000 pode ser configurada no formato em C plano mostrado, ou o formato arqueado pode ser não plano, como frustocônico, ou formado para se estender ao redor de um segmento esférico, como no corpo de uma lente de contato. O formato pode ser mantido pela rigidez dos componentes ou, alternativamente, pela inclusão de uma porção estrutural que seria incluída na célula de bateria eletroquímica, mas não seria um componente ativo da reação eletroquímica. Por exemplo, uma folha metálica de titânio cortada por matriz pode ser
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28/64 colocada no interior da célula e entre a primeira e a segunda porções de embalagem. A porção de folha metálica estrutural agiria para manter o formato desejado da célula de bateria eletroquímica, ao mesmo tempo em que não aumentaria significativamente o volume não ativo da célula de bateria eletroquímica.
[0085] Na Figura 8, é mostrada uma vista seccional de topo de uma modalidade alternativa da célula de bateria eletroquímica 1100. Nessa modalidade, a célula de bateria eletroquímica 1100 tem coletores de corrente do cátodo em formato cilíndrico 1130 e 1131 da célula de bateria eletroquímica, os quais são mostrados posicionados entre o cátodo 1120 e 1121 da célula de bateria eletroquímica e uma porção de embalagem (não mostrada). Embora não mostrado, o coletor de corrente do cátodo da célula de bateria eletroquímica pode estar alternativamente disposto dentro ou parcialmente dentro dos cátodos 1120 e 1121. Os coletores de corrente do cátodo em formato de fio em combinação com os ânodos em formato de fio fornecem uma rigidez estrutural que elimina a necessidade por qualquer porção estrutural não ativa. As duas células de bateria eletroquímicas 1101 e 1102 que compreendem a célula de bateria eletroquímica 1100 são elétrica e mecanicamente conectadas ao ponto de conexão 1199.
[0086] O ânodo em formato de fio da primeira célula de bateria eletroquímica 1110 e o coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica 1131 podem ser unidos por uma solda ultrassônica, conforme mostrado na Figura 9. Uma força de compressão prende o ânodo da primeira célula de bateria eletroquímica 1110 e o coletor de corrente do cátodo da segunda célula de bateria eletroquímica 1131 juntos, enquanto o dispositivo de soldagem ultrassônica 1198, que é mostrado de maneira representativa, age para soldar os dois componentes em formato de fio para formar uma junção conectada mecanicamente 1197. Alternativamente, a junção 1197 pode ser criada com o uso de
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29/64 soldagem resistiva de outra técnica de união, para criar uma junção que se comunica eletricamente e é mecanicamente sólida. Outro método de união útil para encapsular a célula de bateria eletroquímica é a soldagem por feixe de laser.
[0087] Na Figura 10, a célula de bateria eletroquímica 1100 é mostrada unida a uma junção conectada mecanicamente 1197 já formada, e um divisor 1196 criado para separar o interior da célula da primeira e da segunda células de bateria eletroquímicas. Uma primeira e uma segunda porções de embalagem 1140 e 1141 de tamanho igual são colocadas com suas periferias alinhadas e comprimidas para criar uma periferia pressurizada ao longo de toda a periferia das porções de embalagem. Isto pode ser feito em um dispositivo que cria a periferia pressurizada ao mesmo tempo, ou sequencialmente, com um gabarito ou acessório móvel. Embora a periferia seja comprimida, uma soldagem por feixe de laser pode ser passada ao longo da célula de bateria eletroquímica (na direção mostrada pelo vetor W 1194), e a periferia comprimida que passa através da soldagem por feixe de laser é soldada ao ser fundida e, então, unida durante re-solidificação. O laser dispara vários pulsos de aquecimento por segundo, formando pontos de solda separados e sobrepostos que formam uma junção ao longo da porção de periferia da embalagem. Para não causar aquecimento local do interior da célula, nos componentes da bateria e no eletrólito, é escolhido um comprimento de onda de laser adequado. Para um material de embalagem de polipropileno, uma luz laser de 800 nm é preferencial.
[0088] Outra modalidade da célula de bateria eletroquímica 1100 na Figura 8 pode ser descrita com uma construção de ânodo alternativa. Nessa modalidade, as duas células de bateria eletroquímicas 1101 e 1102 que compreendem a célula de bateria eletroquímica 1100 são elétrica e mecanicamente conectadas por compartilhamento de um comPetição 870180031517, de 18/04/2018, pág. 268/321
30/64 ponente comum. Os ânodos 1110 e 1111 compreendem adicionalmente, cada um, um coletor de corrente do ânodo que é eletricamente condutivo. O material de ânodo ativo é, então, disposto sobre ou adjacente a cada coletor de corrente do ânodo, para estar em comunicação elétrica e ao mesmo tempo manter contato físico com o coletor de corrente do ânodo. A utilização de tal coletor de corrente do ânodo permite, também, que ele seja usado como um coletor do cátodo em uma célula conectada de modo adjacente. Por exemplo, o coletor de corrente do ânodo da célula de bateria eletroquímica (não mostrado) da primeira célula de bateria eletroquímica 1101 pode se estender para dentro da segunda célula de bateria eletroquímica, e ser usado como o coletor de corrente do cátodo 1131 da segunda célula de bateria eletroquímica. Ao usar esse componente de célula comum, a primeira célula de bateria eletroquímica 1101 e a segunda célula de bateria eletroquímica 1102 são conectadas elétrica e mecanicamente, sem a necessidade de qualquer solda ou junção.
Exemplos [0089] As composições e processos aqui descritos, bem como os métodos para preparo e uso dos mesmos, são ilustrados nos exemplos a seguir.
Exemplo 1
Preparação do substrato [0090] Um bloco de policarbonato foi cortado em seções. A primeira e a segunda fendas 2010,2011 (cada uma com aproximadamente 0,826 centímetro de comprimento x 0,02 centímetro de profundidade x 0,0998 centímetro de largura (0,325 polegada de comprimento x 0,008 polegada de profundidade x 0,0393 polegada de largura)) foram usinadas a partir da superfície do bloco 2000 conforme mostrado na Figura 11 A. Um canal 2020 (entre 0,018 cm de largura e 0,03 cm de largura) (entre 0,007 polegada de largura e 0,01 polegada de largura) foi então cortado
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31/64 entre a primeira e a segunda fendas 2010 e 2011, conectando as duas fendas maiores em linha. Cada fenda finalizada é usada para fixar uma célula.
Preparação do cátodo [0091] Uma lâmina de cátodo foi preparada com uma composição de 10%, em peso, de negro de fumo (por exemplo, ACE Black AB100, disponível junto à Soltex, de Houston, Texas, EUA), de 83 a 85%, em peso, de dióxido de manganês eletrolítico (por exemplo, Tronox, de Stamford, Connecticut, EUA) e o restante (de 5 a 7%), em peso, de PTFE (por exemplo, 60%, em peso, de uma dispersão de PTFE em água, disponível como TE3859, junto à Dupont Polymers (de Wilmington, Delaware, EUA) tem 60,6%> de sólidos no lote, 5,7%> de agente umectante). A lâmina foi preparada com a combinação do negro de fumo e o dióxido de manganês em um recipiente de mistura, e pela mistura a 1.000 rpm durante 3 minutos em um misturador Thinky, número de modelo ARM-310, da Thinky, de Laguna Hills, Califórnia, EUA. Então, aproximadamente 1,05 grama de água deionizada por grama de dióxido de manganês foi adicionado ao recipiente de mistura, que foi novamente misturado a 1.000 rpm durante 3 minutos. Então, o PTFE foi adicionado e misturado a uma velocidade de 200 rpm no misturador para dispersar o PTFE, e, então, a 1.500 rpm para fibrilar o PTFE, formando uma massa coerente.
[0092] A massa coerente resultante foi então amassada até sua viscosidade aumentar a um ponto em que a rigidez do material aumentou e o material ficou moldável. Peças de laminado da embalagem da bateria consistindo em uma camada externa polimérica resistente ao calor, um núcleo interno de papel alumínio, e uma camada interna polimérica selável a quente (por exemplo, uma embalagem da Ultra Flex Corporation, de Brooklyn, New York, EUA). A embalagem consiste em uma camada de polietileno selável a quente de 0,003 cm (0,001 polegada) em
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32/64 um lado, um filme de PET de calibre 48 de 0,001 cm (0,0005 polegada) do outro, e uma camada de papel alumínio de 0,000803 cm (0,000316 polegada) entre os dois, que foram cortados e dobrados longitudinalmente na metade, ficando a camada resistente ao calor do lado de fora. Peças da massa coerente foram separadas e colocadas no interior da embalagem dobrada longitudinalmente. A massa coerente foi prensada usando-se um moinho de rolamento de joalheiro; o material foi periodicamente dobrado para trás sobre si mesmo para melhorar a fibrilação e a ligação, e ocasionalmente o material foi girado 90 graus de sua posição contra a embalagem para evitar seu vazamento além da borda. Folhas de aproximadamente 150 mícrons de espessura foram preparadas dessa maneira a partir da mistura de cátodo. Essa folha foi removida do material de embalagem, colocada em um recipiente de pesagem e submetida a secagem a ar à temperatura ambiente durante algumas horas. Finalmente, a folha foi seca a 60Ό durante um perí odo de algumas horas até o dia seguinte.
Formulação do eletrólito [0093] O eletrólito foi primeiramente preparado com o uso de uma mistura de 1,9 M de NH4CI e 0,63 M de CaCI2 em água desionizada. [0094] Um eletrólito gelificado foi então preparado da seguinte forma: uma quantidade de eletrólito foi adicionada a um béquer contendo uma barra de agitação. Esse béquer foi coberto para impedir a evaporação, e aquecido e agitado em uma placa quente de mistura até o ponto de ebulição. A água desionizada foi então adicionada para substituir a água que evaporou, conforme determinado por pesagem. Foi adicionado ao béquer ágar suficiente para produzir uma mistura contendo 97%, em peso, de eletrólito, e 3%, em peso, de ágar. O eletrólito com ágar foi agitado na placa quente até que o ágar se dissolveu, e então água desionizada foi adicionada para substituir a água que evaporou. A
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33/64 mistura foi então agitada e deixada para resfriar à temperatura ambiente, formando um gel macio e turvo.
Ânodo [0095] Um fio de zinco puro comercial (por exemplo, um fio de zinco de 0,02 cm (0,006 polegada) com grau de pureza de 99,95%, disponível junto à Califórnia Fine Wire, de Grover Beach, Califórnia, EUA) foi obtido.
Procedimento de montagem do coletor de corrente do cátodo [0096] Tiras de material de cátodo de aproximadamente 7 mm de comprimento foram cortadas a partir de uma peça de material de cátodo de aproximadamente 150 pm de espessura com o uso de uma lâmina. Então, as tiras mais delgadas de até mais ou menos 3 mm de largura (mas com ao menos 600 pm de largura) foram cortadas a partir dessas tiras. Comprimentos curtos (de cerca de 2 cm a 10 cm) de fio de titânio de 0,005 centímetro (0,002 polegada) de diâmetro (por exemplo, um fio de titânio puro 99,8% com têmpera rígida de 0,050 mm da Goodfellow, de Coraopolis, Pensilvânia, EUA) foram cortados de um rolo, e suas extremidades foram fixadas a um recipiente de pesagem plástico com um pequeno ponto de epóxi, que foi deixado para curar. O conjunto de cátodo é ilustrado na Figura 11B. As tiras de cátodo 2040 foram colocadas embaixo do fio 2050 colado em uma extremidade 2051, e o fio foi tensionado sobre a tira. Com o fio tensionado, um revestimento de cola condutora (por exemplo, preparado com um aglutinante polimérico e flocos de grafite, por exemplo, TIMCAL A-LB 1020, da Timcal, de Westlake, Ohio, EUA). Depois de o revestimento condutivo secar o suficiente para conter o fio 2050 na superfície da folha de cátodo 2040, a extremidade do fio tensionado foi liberada. Depois do revestimento secar ao ar por algumas horas, o fio foi cortado de uma extremidade 2051 do conjunto com uma lâmina, a outra extremidade do fio foi aparada até um comprimento mais curto, e a tira de cátodo 2040 foi cortada até uma largura
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34/64 entre 400 e 800 pm - vide Figura 11C.
Procedimento de montagem da célula [0097] O conjunto de coletor de corrente do cátodo foi colado no substrato plástico 2000, conforme mostrado na Figura 11D, com o uso do revestimento/cola condutivo. O conjunto de coletor de corrente do cátodo 2030 foi ajustado no lugar com o fio voltado para baixo, para permitir umedecimento da tira de cátodo 2040 posteriormente. O conjunto de coletor de corrente do cátodo 2030 foi primeiramente fixado à extremidade 2012 da fenda 2010; o conjunto do coletor de corrente do cátodo 2030 foi, então, flexionado para longe da parede da fenda, cola condutiva foi adicionalmente aplicada ao longo da parede, e o conjunto de coletor de corrente do cátodo 2030 foi pressionado contra a parede da fenda. Se havia algum material de cátodo em excesso presente, o que poderia impedir uma folga entre o fio de zinco 2060 inserido posteriormente e o cátodo, o material em excesso foi removido. Comprimentos de fio de zinco de aproximadamente 1,5 centímetro foram cortados e alisados. Eles foram colocados na fenda 2010 e estendidos para fora da extremidade aberta da célula; uma pequena quantidade de epóxi foi aplicada para manter o fio no lugar. Em seguida, o epóxi foi aplicado ao longo do canal de abertura da fenda, e uma fita de poli-imida (por exemplo, da marca Kapton) foi colocada sobre a abertura da fenda até o epóxi curar completamente. Nesse ponto, a fita de poli-imida foi removida. Então, eletrólito foi aplicado para cobrir a fenda, e deixado imerso no cátodo. Um papel toalha absorvente foi então usado para remover todo o eletrólito da fenda e da área de substrato circundando a fenda, exceto o eletrólito absorvido dentro do cátodo. Em seguida, um eletrólito gelificado foi adicionado para preencher a fenda. Uma peça de fita adesiva de poli-imida (por exemplo, da marca Kapton) foi colocada sobre o topo da fenda, incluindo a extremidade; essa fita normalmente se estenderia de uma extremidade à outra, com duas células dispostas verticalmente
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35/64 no lugar.
[0098] Então, um epóxi de duas partes foi usado para cobrir o topo da fita de poli-imida, e também para cobrir as extremidades do bloco onde os fios saem da fenda. Com o epóxi curado, o substrato de policarbonato foi preso. Foram usadas, então, garras de jacaré com mandíbulas lisas para se prenderem aos fios (de titânio e zinco) provenientes das células, tomando-se cuidado para não colocar as células em curto. Um isolante foi colocado entre os grampos para evitar o contato entre eles. Os isolantes foram removidos após a gelificação do epóxi, mas antes de o mesmo ficar totalmente endurecido. As células foram testadas usando-se um equipamento de teste de bateria comum.
[0099] A Tabela 1 indica o desempenho e a descrição geral da célula de bateria eletroquímica, preparada conforme descrito no Exemplo 1.
Tabela 1
Capacidade 140 μΑ-h a 10 pA
Resistência ~800 a 1500 Ω (típico) a 100 pA
Dimensões de célula (fenda no substrato) 0,826 centímetro de comprimento x 0,02 centímetro de profundidade x 0,0998 centímetro de largura (~0,08 centímetro de largura) (0,325 polegada de comprimento x 0,008 polegada de profundidade x 0,0393 polegada de largura (~0,03 polegada de largura))-aproximada- mente 8,3 mm x 200 pm x 1 mm (~ 1,7 pL)
Tensão de circuito aberto 1,5 V (nominal)
Exemplo 2
Ânodo de pó de zinco [0100] Um ânodo usando zinco como um pó de ligação foi preparado. O pó de zinco (por exemplo, de grau EEF, de Umicore, Bélgica) foi preparado com o uso de PTFE (de uma dispersão TE3859) como um aglutinante, e usando-se negro de acetileno (AB100%) como uma carga condutiva, com uma composição de 5% de negro de acetileno, 5% de
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PTFE, e 90%, em peso, de zinco. 20 gramas de zinco foram misturados manualmente com 1,11 grama de negro de acetileno, usando-se uma espátula de plástico para formar uma mistura visualmente homogênea. Essa mistura foi então misturada usando-se um misturador Thinky ARM310 durante três minutos a 1000 rpm, com 9 gramas de água desionizada. Depois, 1,85 grama de uma dispersão de 60% de PTFE (TE3859) foi adicionado à mistura, que foi misturada durante três minutos a 200 rpm para se dispersar, e então três minutos a 1000 rpm para se fibrilar e formar uma massa coerente. Essa massa coerente foi, então, amassada e prensada entre peças de embalagem de bateria (da Ultra Flex Corporation, de Brooklyn, Nova York, EUA). A embalagem consiste em uma camada de polietileno selável a quente de 0,003 cm (0,001 polegada) em um lado, um filme PET de calibre 48 de 0,001 cm (0,0005 polegada) do outro, e uma camada de papel alumínio de 0,000803 cm (0,000316 polegada) entre os dois. Analogamente à preparação da folha de cátodo, peças deste laminado foram cortadas e dobradas ao meio e no sentido longitudinal, com a camada resistente ao calor ficando do lado de fora. Peças da massa coerente foram separadas e colocadas no interior da embalagem dobrada longitudinalmente. A massa coerente foi prensada usando-se um moinho de rolamento de joalheiro; o material foi periodicamente dobrado para trás sobre si mesmo para melhorar a fibrilação e a ligação, e ocasionalmente o material foi girado 90 graus de sua posição contra a embalagem para evitar seu vazamento além da borda. Folhas de aproximadamente 150 mícrons de espessura foram preparadas dessa maneira a partir da mistura de cátodo. Essa folha foi removida do material de embalagem, colocada em um recipiente de pesagem e submetida a secagem a ar à temperatura ambiente durante algumas horas. Finalmente, a folha foi seca a 60Ό durante um período de algumas horas até o dia seguinte.
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37/64 [0101] Tiras de material de ânodo de cerca de 300 mícrons de largura x 150 mícrons de espessura x de 7 a 8 mm de comprimento foram cortadas e então fixadas, utilizando-se a cola condutiva (Timcal A-LB 1020), a coletores de corrente de fio de titânio de 50 mícrons (por exemplo, da Goodfellow, de Coraopolis, Pensilvânia, EUA), como foi feito para o cátodo.
[0102] Uma folha de cátodo consistindo em 10%, em peso, de negro de acetileno (AB 100), 5%, em peso, de PTFE (da dispersão TE3859), e 85% de MnO2 puro (Tronox) foi preparada conforme descrito no Exemplo 1. Tiras de material de aproximadamente 10 mm de largura x 150 pm de espessura foram cortadas dessa lâmina. Peças de folhas de titânio foram cortadas, e uma fita transparente foi aplicada para deixar uma tira de aproximadamente 7 mm de largura de folha metálica exposta. Essa folha metálica foi, então, pintada com cola condutiva, e uma tira de folha de cátodo foi pressionada na mesma enquanto a cola ainda estava úmida. Após secagem durante um período de aproximadamente duas horas até o dia seguinte a 60Ό, a folha metál ica foi removida do forno e cortada em tiras inseridas em um suporte experimental; essas tiras com o cátodo acoplado agiram como o contraeletrodo. O suporte para amostra experimental tinha uma peça de folha de zinco usada como um eletrodo de pseudo-referência, a folha de zinco ligada ao fio de titânio de 50 μ agindo como o eletrodo de trabalho e a folha de titânio com a folha de cátodo fixada era o contraeletrodo. Os três eletrodos estavam juntos em um frasco de vidro contendo 1,9 M de NH4CI e 0,63 M de CaCI2 em um eletrólito de água desionizada. Um teste foi realizado nas três amostras, consistindo em períodos alternados de circuito aberto de 30 segundos com pulsos de 5, 10 e 100 pA aplicados ao eletrodo de trabalho, seguido de um período de circuito aberto de 30 segundos. A resistência interna de cada eletrodo foi tomada como a média da resistência, determinada a partir da queda de tensão no início e no final do pulso
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100 μΑ. As três amostras tinham resistências de 101, 183 e 145 Ω. Exemplo 3
Construção da microbateria vedada [0103] Formação dos componentes da célula:
[0104] Os componentes de célula da microbateria montados neste exemplo são descritos com mais detalhes pelas dimensões e outras propriedades físicas na Tabela 2.
Tabela 2
Dimensões da microbateria 10 mm de comprimento, 1,1 mm de largura, 0,25 mm de espessura
Volume da microbateria 2,75 milímetros cúbicos ou 0,00275 cc
Dimensões do ânodo 7 mm de comprimento, 0,15 mm de largura, 0,075 mm de espessura
Dimensões do cátodo 7 mm de comprimento, 0,55 mm de largura, 0,12 mm de espessura
Espessura do coletor do ânodo 0,03 mm de espessura
Espessura do coletor do cátodo 0,03 mm de espessura
Volume do eletrólito 0,000642 cc
Espessura do separador 0,030 mm
Espessura da embalagem (cada camada) 0,025 mm
Preparação da lâmina de cátodo:
[0105] O cátodo é preparado conforme exposto a seguir: Primeiro, os pós secos são misturados usando-se um misturador de laboratório Waring. MnO2 (Tronox puro) e negro de fumo BP2000 (Cabot) são misturados a uma razão de 500 g: 20,83 g (24:1);
[0106] Depois de misturados, os pós são então transformados em uma blenda molhada junto com o PTFE. A composição geral da blenda é de 24,27 % de pós secos (conforme mencionado acima), 66,50% de água desionizada, 4,86% de solução Triton X-100, e 4,37% de solução DISP30 (60%, em peso, de PTFE). A blenda molhada é, então, filtrada
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39/64 usando-se um funil de Buchner sob vácuo.
[0107] Depois de preparada, a massa sólida é repetidamente prensada com o uso de um moinho de rolamento de joalheiro, um rolo de macarrão, ou similar, para fibrilar ainda mais as cadeias de PTFE. Após cada etapa de prensagem, exceto a última, a massa sólida é reconstituída sendo preparada para a próxima etapa.
[0108] Uma configuração de rolo motorizado personalizada é usada para transformar a massa em uma folha autoportante. O material é alimentado através dos rolos inúmeras vezes, dobrando o material sobre si mesmo a cada vez, e o vão entre os rolos é reduzido até que o vão seja de 0,12 mm. O material é então deixado para secar ao ar.
[0109] Depois que o cátodo assume a forma de uma folha autoportante, essa folha é, então, fixada a um coletor de corrente usando-se um adesivo (como EB-012, vendido pela Henkel, ou E-LB 1020, vendido pela Imerys). O coletor de corrente de folha de titânio pode ser desbastado e tornado áspero mediante, por exemplo, imersão em uma solução fervente de 10%, em peso, de ácido oxálico durante dez minutos. Após o desbaste, a folha de titânio é removida, enxaguada com água desionizada, e deixada para secar completamente.
[0110] Um laser de fibra de itérbio Epilog FiberMark pulsado a 50 W é usado para cortar a folha de titânio (de 10 mícrons de espessura) em tiras de 400 pm de largura. As tiras de material de cátodo são cortadas na largura desejada, e revestidas com EB-012 em um lado. O lado revestido do material de cátodo é pressionado contra o titânio cortado. Depois disso, o laser é usado para cortar o titânio e o cátodo em componentes individuais autoportantes.
[0111] É preparado um eletrólito em gel consistindo em 25%, em peso, de acetato de zinco, 0,2%, em peso, de acetato de amônio, e com o restante em água, gelificado com 6%, em peso de GMC (GA07 Walocel).
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40/64 [0112] Se desejado, a tira de cátodo pode ser laminada a um separador. Para isto, uma tira de cátodo em titânio é revestida com o eletrólito em gel, e uma peça do separador (Dreamweaver Silver™ com 25 pm de espessura, disponível junto à Dreamweaver International, de Greer, Carolina do Sul, EUA) ligeiramente mais larga que o cátodo é colocada sobre o eletrólito gelificado. O cátodo e o separador são colocados entre duas peças de filme de FEP (propileno etileno fluorado), e toda a pilha é, então, disposta entre calços de latão de duas polegadas de espessura. A pilha é, então, passada através de uma máquina de laminação Apache AL-13P, de modo que o cátodo e o separador sejam ligados mecanicamente um ao outro.
[0113] O ânodo consiste em uma peça de folha de zinco, a qual é cortada no tamanho usando-se uma técnica como corte a laser ou corte ultrassônico. Opcionalmente, o zinco pode ser colado a uma peça de folha de titânio desbastada com o uso de um adesivo condutivo antes do corte; a folha de titânio desbastada serve como o coletor de corrente do ânodo. A cola usada pode ser uma resina termofixa preenchida com carbono, como o AA-Carb 61 da Atom Adhesives. No caso de ser usada uma resina termofixa, esta é aplicada ao zinco ou ao titânio. Também é possível aplicar uma pasta de resina termoplástica, tinta, ou revestimento, como o 107-25 da Creative Materials (de Ayer, Massachusetts, EUA), a um lado de uma tira de zinco e uma peça de titânio, e então aplicar calor e pressão para unir as duas.
[0114] Em alguns casos, é desejável ter duas células em série compartilhando um coletor de corrente, o qual atua como o coletor de corrente do ânodo da primeira célula e o coletor de corrente do cátodo da segunda célula. Nesse caso, o ânodo é fixado a uma parte do coletor de corrente, conforme descrito acima, enquanto o cátodo é ligado ao outro lado do coletor de corrente, permitindo um coletor de corrente exposto em qualquer extremidade, para ativar passagens.
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Filme revestido:
[0115] Um filme de embalagem revestido refere-se a um filme polimérico adjacente a um filme com uma barreira mais alta que aquela do material polimérico, e no qual o dito filme de barreira mais alta é formado no filme polimérico ou reside em uma camada adjacente. O filme de cerâmica pode ser óxido de silício, óxido de alumínio, óxido de titânio, alumínio, ouro, titânio, ou similares, e o filme pode ser formado por CVD, bombardeamento iônico, deposição por plasma, sol-gel e similares. Opcionalmente, o filme revestido pode incluir camadas alternadas de polímero e filme de barreira mais alta depositados no filme de barreira mais alta inicial. Um exemplo preferencial do filme de embalagem usado é o Ceramis CPP-004 (CelPIast, de Toronto, Canadá), que é revestido com polipropileno com uma camada de barreira de óxido de silício. Embalagem da célula:
[0116] Em geral, a célula é normalmente vedada entre duas peças de filme polimérico, revestido ou não, que formam o topo e o fundo da célula embalada. A primeira etapa na fabricação da célula é depositar o cátodo e o coletor do cátodo sobre a embalagem, de modo que o coletor do cátodo fique no lugar sobre a embalagem. É útil prender mecanicamente os componentes da célula no lugar durante a selagem, de modo que eles não se desloquem para causar um curto ou interferir com o processo de selagem. Por exemplo, é possível conectar os componentes da célula a um dos filmes de embalagem utilizando-se uma película levemente pegajosa e sensível à pressão, como um adesivo aplicado por aspersão 3M 80 ou Krylon Easy-Tack. Pode-se, também, contemplar o uso de uma mandíbula mecânica de algum tipo para prender os componentes da célula no lugar durante o processo de selagem. Uma vez que o cátodo e o coletor estão no lugar, o cátodo é umedecido com eletrólito. O cátodo pode, opcionalmente, ser laminado a um separador
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42/64 antes do corte; se esse não for o caso, uma peça de separador é mecanicamente colocada sobre o cátodo úmido, e, se necessário, mais eletrólito é aplicado.
[0117] Nesse ponto, o ânodo, (e, opcionalmente, o coletor do ânodo; a combinação que pode ser chamada de conjunto de ânodo) é então adicionado à célula. Se o cátodo não for laminado a um separador conforme descrito acima, o conjunto de ânodo poderá ser colocado ao lado do cátodo, e separado do cátodo pelo separador para evitar um curto-circuito elétrico. Alternativamente, sendo o cátodo laminado ou não a um separador, o conjunto de ânodo pode ser colocado sobre o cátodo e o separador. Em qualquer caso, é preferencial que o separador seja mais largo que o cátodo (ou, no caso onde o cátodo é laminado ao separador, igual em largura ao cátodo), e que o conjunto de ânodo seja mais estreito que o cátodo. Quando o ânodo, o cátodo e o separador estiverem no lugar, a célula estará pronta para ser vedada junto com a camada de topo da embalagem.
[0118] A embalagem da célula tem dois tipos de vedações - passagens e lados. As passagens estão situadas nos eixos mais curtos da célula, enquanto os lados estão situados nos eixos mais longos da célula (onde os ditos eixos podem ser lineares, arqueados, ou ter algum outro formato). A diferença funcional entre as passagens e os lados é que os lados só precisam atuar como uma selagem hermética, enquanto as passagens agem como uma selagem hermética e também permitem que um terminal ou terminais elétricos se estendam através das mesmas. Se o eixo mais curto da célula for muito pequeno (por exemplo, menor que 1,5 mm de largura, mas, de modo geral, maior que 300 mícrons de largura), os lados precisam ser muito mais estreitos que as passagens para evitar uma perda de volume interno inaceitável. Em geral, os lados podem ter entre 20 pm de largura e 200 pm de largura, dependendo do comprimento do eixo mais curto da célula. Ao mesmo
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43/64 tempo, é possível adicionar material à espessura da passagem (como um filme seco, revestimento, ou adesivo) para se assegurar que a passagem seja hermética, mesmo que tenha que passar em torno dos coletores de corrente. É aceitável ter a selagem da passagem ocupando um comprimento maior, devido ao fato de que sua localização sobre o eixo mais longo da célula é, em geral, de pelo menos 4 mm de comprimento.
[0119] O posicionamento dos eletrodos em relação às junções é crítico quando se lida com componentes tão pequenos. Em geral, a posição das junções laterais e dos eletrodos pode estar dentro de 5% da largura da bateria. Por exemplo, para um eletrodo de bateria de 1 mm de largura, as posições de junção lateral teriam uma tolerância menor que cerca de ± 0,05 mm. Para o comprimento da bateria, a tolerância de posição da parte exposta do terminal que passa através da passagem, do adesivo da passagem e do mecanismo de selagem da passagem pode ter uma tolerância de mais ou menos 25%. Por exemplo, para uma selagem de 1 mm de largura o posicionamento pode estar dentro de ± 0,25 mm. Deve-se notar que a largura do terminal exposto (o coletor do cátodo que não é revestido com o material de cátodo, e o coletor do ânodo que não é revestido pelo ânodo) pode estender o comprimento da junção da passagem.
[0120] Portanto, são necessários métodos de selagem diferentes para os lados e para as passagens. Para a selagem dos lados, soldagem ultrassônica é preferencial. A soldagem ultrassônica de plásticos da técnica anterior ocorre com o movimento da corneta ultrassônica predominantemente perpendicular ao vetor da selagem, e isto resulta em uma junta larga, o que é indesejável. Se o movimento oscilatório da corneta ultrassônica estiver predominantemente no mesmo plano que o material de embalagem, uma selagem relativamente mais estreita pode ser obtida.
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44/64 [0121] Alternativamente, a soldagem a laser tem sido usada para produzir uma largura de selagem menor que 40 pm.
[0122] Depois de soldar as junções laterais, é necessário cortar através do filme de embalagem em torno dos lados, para separar a embalagem de bateria. Em alguns casos, é possível soldar e cortar simultaneamente as junções laterais. Por exemplo, é possível vedar e cortar simultaneamente filmes plásticos com uma largura de selagem abaixo de 50 pm usando-se soldagem ultrassônica, quando a direção de vibração é quase paralela ao plano do material de embalagem. O vetor é criado pela direção de selagem, que no caso da vedação lateral é ao longo do comprimento da embalagem de bateria. Entretanto, em certos casos, pode ser preferencial vedar as junções laterais em uma primeira etapa, e então usar outra etapa para remover a célula embalada do filme de embalagem. Essa segunda etapa pode utilizar corte por jato de água, corte ultrassônico, corte a laser, separação por ferramenta-matriz, ou similares.
[0123] Para a passagem, é necessário fechar completamente a embalagem ao redor do coletor de corrente que se estende através da embalagem. Devido ao fato de que os materiais ativos não se estendem para dentro da área de passagem, é possível acrescentar uma espessura considerável à embalagem no interior dessa área. Por exemplo, para uma célula que tem 250 mícrons de espessura com uma embalagem de 25 mícrons, aproximadamente 200 mícrons de material podem ser adicionados à área de passagem para melhorar a vedação.
[0124] Uma primeira alternativa é revestir os coletores de corrente e/ou a embalagem com um látex polimérico, como Dow Hypod, Mitsui Chemipearl, Aquaseal X 2088, ou Joncryl, antes da termocolagem. Outra alternativa é adicionar um filme polimérico seco, como é produzido pela Fastel, à área de selagem. Um polímero selável a quente pode também ser aplicado (por exemplo, por serigrafia) à superfície interna
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45/64 da embalagem, como uma dispersão. Ainda outra alternativa é aplicar um filme pegajoso, como asfalto, ConSeal 1400 (Fujifilm Hunt), ou Henkel PM040 à embalagem e/ou aos coletores de corrente na área de passagem para melhorar a selagem a quente, ou aplicar um adesivo termofixo curável, como um adesivo de duas partes, um adesivo termicamente curado, ou um adesivo curado por UV, à área de passagem. Para algumas modalidades, pode ser necessário cortar através do adesivo para a passagem durante a soldagem dos lados; isto pode ser feito por soldagem ultrassônica, que é conhecida por remover contaminação da área de soldagem. Isso se deve ao fato de que é necessário que a selagem de passagem envolva os terminais da célula, sem quaisquer lacunas.
[0125] Em alguns casos, o adesivo da passagem (um látex polimérico, filme selável a quente, filme pegajoso, ou adesivo termofixo) pode ser aplicado antes do adesivo sensível à pressão descrito acima, e em alguns casos, pode ser aplicado depois, dependendo das propriedades do adesivo selável a quente. No caso de se usar um adesivo curável, uma vez que o adesivo de selagem a quente está no lugar, os lados da célula podem ser selados mediante o uso de uma técnica como soldagem ultrassônica ou soldagem a laser, com o uso de um dispositivo para excluir substancialmente o eletrólito da vedação lateral, seguido de cura do adesivo no lugar para criar a passagem.
Exemplo 4 [0126] Para reduzir a passagem de água para dentro ou para fora da célula, a diferença de pressão osmótica entre a célula e o meio pode ser reduzida. A pressão osmótica pode ser aproximada com o uso da equação de Morse, P = Σ inMnRT, onde P é a pressão osmótica, T é a temperatura absoluta, R é a constante de gás ideal, Mn é a concentração em moles por litro do enésimo componente da mistura, e in é o número de íons por unidade de fórmula obtidos mediante dissolução do
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46/64 enésimo componente da mistura. A diferença na pressão osmótica entre duas soluções pode ser expressa como a diferença em P, conforme definido acima. De preferência, essa diferença pode ser menor que 2,5 megapascals (25 atmosferas), ou, com mais preferência, menor que 1,1 megapascal (11 atmosferas).
[0127] Preparou-se uma solução eletrolítica de 25%, em peso, de acetato de zinco e 0,2%, em peso, de acetato de amônio, com o restante compreendendo água desionizada (chamada aqui de solução de estoque). Produziu-se duas soluções eletrolíticas diluídas que poderão ser chamadas aqui de solução de acetato de zinco a 6,25% (uma razão de 1:3 da solução de estoque), e solução de acetato de zinco a 1,8% (uma razão de 1:13 da solução de estoque). A solução em cuja proximidade a bateria é armazenada é a solução salina, com uma composição de 0,824% de cloreto de sódio, 0,893% de ácido bórico, 0,23% de borato de sódio, e 0,01% de tetra-acetato de sódio de etilenodiamina (EDTA), em peso, com o restante compreendendo água desionizada; essa solução poderá ser chamada daqui em diante de solução preservativa. Produziu-se um eletrólito adicional compreendendo 0,822% de cloreto de sódio, 1,463% de ácido bórico, e 0,011% de borato de sódio, em peso, o qual poderá ser daqui em diante chamado de solução preservativa modificada. A pressão osmótica relacionada à solução preservativa, conforme calculado usando-se a equação de Morse, é dada abaixo na Tabela 4.
Resultados de teste para diferentes soluções [0128] As células foram preparadas para estabelecer o desempenho de vários eletrólitos. Cada célula usou uma peça de papel-cartão como uma camada de suporte para proporcionar rigidez, e a embalagem consistiu em uma camada de polietileno selável a quente de 0,003 cm (0,001 polegada) em um lado, um filme PET de calibre 48 de 0,001 cm (0,0005 polegada) do outro, e uma camada de papel alumínio de
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0,00803 cm (0,000316 polegada) entre as duas (Ultra Flex Corporation, de Brooklyn, NY, EUA). Para permitir a selagem a quente da bateria, foram utilizadas peças do filme polimérico seco selável a quente (Fastel Adhesives & Substrate Products), com uma janela de 9 mm x 1 mm recortada de uma peça dentro da célula para prender os componentes da bateria. O ânodo foi recortado a partir de zinco com 0,075 mm de espessura usando-se um laser Epilog Fibermark; o dito ânodo compreendia uma tira com 0,25 mícrons de largura. O cátodo foi preparado conforme descrito anteriormente, com uma composição de 85% de MnO2, 10% de negro de fumo, e 5%, em peso, de PTFE. O cátodo foi laminado a uma peça de titânio recortada, conforme descrito acima. Para esses testes, o cátodo tinha 400 pm ± 5% de largura x 130 pm ± 5% de espessura x 8,5 mm ±0,5 mm de comprimento. O ânodo e o cátodo foram colocados na janela no filme seco selável a quente de modo que não entrassem em contato físico um com o outro.
[0129] Para preencher as células, adicionou-se eletrólito ao cátodo molhado. Eletrólitos gelificados preparados pela mistura dos eletrólitos acima com 1,8 a 5%, em peso, de Walocel GA07 (Dow Chemical Company) foram adicionados para preencher a janela dentro do filme seco, e a célula foi embalada com o uso de termocolagem, com o filme de embalagem em ambos os lados da célula. As células foram testadas com o uso de um VMP3 (Bio-Logic) com um protocolo de teste com uma corrente de descarga constante de 20 μΑ até uma tensão de corte de 0,9 V. A resistência interna foi medida como a queda de tensão obtida pelo pulso de 20 μΑ inicial durante três segundos, antes de descarregar a bateria.
[0130] Em adição aos dados eletroquímicos, foram obtidos dados de emissão de gases para estabelecer semiquantitativamente a vida útil projetada em vários eletrólitos. A emissão de gases foi obtida cortandose o zinco de 0,075 mm de espessura em tiras de 0,13 mm de largura,
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48/64 com o uso de um laser Epilog Fibermark, que foram adicionadas a artigos de vidro projetados para se obter taxas de emissão de gases. O artigo de vidro consistia em um frasco volumétrico preenchido com a solução eletrolítica, que está em contato com as tiras de zinco. Esse frasco é vedado com um tampão de vidro revestido com cera. Uma seção graduada é fixada e aberta ao gargalo do frasco volumétrico, com uma abertura exposta à atmosfera ambiente; quando o gás hidrogênio é emitido, ele é coletado abaixo da seção preenchida com cera, o que força a subida do eletrólito até a seção graduada, possibilitando que a taxa de emissão de gases seja determinada mediante a medição da posição do eletrólito na seção graduada em tempos diferentes. A porção ampla do frasco foi mantida em um banho aquecido a 45 Ό, e a taxa de emissão de gases foi determinada com base na elevação do eletrólito na seção graduada. Devido ao fato da corrosão por zinco ser um dos principais fatores que afeta a vida útil de baterias de carbono-zinco, a taxa de emissão de gases pode ser tomada como uma alternativa à vida útil, assumindo-se que a corrosão por zinco seja o fator principal limitando a vida útil. Os dados são resumidos na Tabela 3 abaixo. Uma vez que o cátodo limita a capacidade do eletrodo, os dados são normalizados volumetricamente até o tamanho do cátodo de 400 pm x 8 mm x 130 pm. Cada ponto de dados é a média de dez células testadas. Notavelmente, para as soluções que contém acetato de zinco, o pH aumenta com a diminuição da concentração, enquanto a taxa de emissão de gases diminui, e uma capacidade substancial é retida. Adicionalmente, a emissão de gases é reduzida na solução preservativa e na solução preservativa modificada, mesmo na ausência de zinco.
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Tabela 3
Taxa de emissão de gases, ml/g-dia 0,798 0,521 0,500 0,158 0,189
Capacidade, μΑ-h 180 160 90 80 120
Pressão osmótica, mega- pascals (atmosferas) LO to K o 0,5 (-5,0) 0(0) CO CO o
Resistência, Ω o CO o 1312 2431 5040 2840
Tensão de circuito aberto 1,530 CO LO LO 1,419 1,513
X CL 5,94 6,27 6,79 CM LO 6,04
Eletrólito Solução de estoque Solução de acetato de zinco a 6,25% Solução de acetato de zinco a 1,8% Solução preservativa Solução preservativa modificada
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50/64 [0132] A aprovação de dispositivos médicos por órgãos fiscalizadores exige que seja conduzida uma avaliação de biocompatibilidade para assegurar a segurança do dispositivo ou do material. A classificação de biocompatibilidade é então obtida por meio de testes, de acordo com determinadas diretrizes, incluindo ISO 10993, Biological Evaluation of Medical Devices, e Testing Methods to Evaluate Biological Safety of Medical Devices do Ministério Japonês da Saúde, Trabalho e Bem-estar (MHLW), em Notice from the Office Medical Devices. O teste de biocompatibilidade de um dispositivo destina-se a demonstrar que o dispositivo não pode, diretamente ou através da remoção de seus materiais constituintes: (i) produzir efeitos adversos locais ou sistêmicos; (ii) ser carcinogênico; ou (iii) produzir efeitos reprodutivos e de desenvolvimento adversos. Alguns materiais têm sido bem caracterizados química e fisicamente na literatura publicada e no mercado, e têm um longo histórico de uso seguro. Tais materiais podem ser considerados biocompatíveis e são, portanto, preferenciais. Materiais que são usados em baterias de dispositivos médicos podem prejudicar a visão humana através de toque e causar vazamento da bateria devido, por exemplo, a um acidente ou à vedação inadequada da bateria. Usar materiais biocompatíveis minimiza qualquer risco de tais complicações ocorrerem se o vazamento ou materiais lixiviados entrarem em contato com o olho ou outros tecidos humanos.
[0133] O ânodo é o componente do eletrodo que é oxidado na reação da bateria eletroquímica. Em uma modalidade, o ânodo compreende zinco como o componente ativo, sob a forma de um fio contíguo ou cilindro fino. O zinco tem, de preferência, grau de bateria, no sentido de que ele é isento de impurezas geralmente conhecidas pelos versados na técnica como capazes de promover corrosão ou outras reações colaterais indesejadas na bateria. O zinco também pode ser, de preferência, ligado a ligas como bismuto, índio, cálcio, alumínio, para aumentar a vida útil. Chumbo, em pequenas quantidades, também tem se mostrado como um material de liga de zinco eficaz. Embora considerado
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51/64 como não biocompatível, o chumbo fica dentro dos limites de grão de zinco, e não é dissolvido no eletrólito. Dessa forma, o chumbo adicionado pode não criar problemas de biocompatibilidade. O fio do ânodo também age para coletar o fluxo de elétrons do ânodo e transportar o mesmo para fora da célula de bateria eletroquímica. Para isso, um excesso de ânodo de papel duplo é, de preferência, incluído na bateria para assegurar que o ânodo permaneça contíguo. Pó de zinco pode ser usado como um material de ânodo alternativo, conforme mostrado no Exemplo 2.
[0134] O cátodo é o componente do eletrodo que é reduzido na reação da bateria eletroquímica, e quando a célula de bateria eletroquímica é colocada em um circuito com uma carga, o cátodo atrai os elétrons do circuito. O material de cátodo preferencial pode ser dióxido de manganês, que é misturado com um aditivo condutor e um aglutinante para formar uma mistura de cátodo. Pode ser preferencial incluir o máximo de dióxido de manganês na mistura de cátodo, para maximizar a capacidade da célula de bateria eletroquímica e reduzir o tamanho necessário do cátodo. A quantidade de cátodo na célula de bateria eletroquímica é determinada em relação ao ânodo e sua quantidade ativa. As quantidades molares de cada um dentre o ânodo e o cátodo são determinadas de modo que a reação da célula possa ser obtida pela duração desejada. A forma do cátodo é plana em uma modalidade, mas pode ser cilíndrica em uma modalidade alternativa. O cátodo cilíndrico pode ser extrudado ou, de outro modo, moldado enquanto é formado.
[0135] O condutor é usado para permitir um fluxo de elétrons entre partículas de cátodo, e de e para o coletor de corrente do cátodo. A quantidade de condutor é, de preferência, minimizada para executar essa tarefa, uma vez que há pouco benefício na adição de condutor em excesso. Condutores adequados são grafite, grafite expandida, negro
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52/64 de acetileno, negro de fumo, e outros condutores conhecidos pelos versados na técnica. De preferência, negro de acetileno é usado na presente invenção, uma vez que ele fornece um nível desejado de absortividade de eletrólito na mistura de cátodo.
[0136] O aglutinante é usado na mistura de cátodo para fornecer estrutura ao cátodo durante a vida útil da célula de bateria eletroquímica. A capacidade do aglutinante de fornecer essa estrutura não pode ser alterada pelo eletrólito ou pela expansão do dióxido de manganês. Aglutinantes preferenciais incluem uma emulsão de partículas de Teflon® (PTFE) que pode ser fibrilada durante a misturação da mistura de cátodo.
[0137] A mistura de cátodo se comunica eletricamente com o coletor do cátodo, e o propósito do coletor do cátodo é tanto conduzir elétrons eletricamente de e para o cátodo, como também fornecer estrutura à célula de bateria eletroquímica. Um fio de titânio é a estrutura preferencial para o coletor do cátodo, uma vez que conduz elétrons adequadamente e tem a rigidez necessária em diâmetros pequenos. Uma malha de titânio, fita de titânio, malha expandida, ou fio trançado são todos materiais alternativos para o coletor do cátodo.
[0138] O eletrólito é selecionado para compatibilidade com os materiais de eletrodo reativos. Para o ânodo de zinco e um cátodo de dióxido de manganês, um eletrólito Leclanché, ou solução de cloreto de amônio NH4CI, cloreto de zinco ZnCI, acetato de zinco, e misturas dos mesmos, são uma modalidade. Para soluções diluídas, eletrólitos de acetato, que contêm acetato de zinco e, opcionalmente, outros acetatos como acetatos de amônio, são preferenciais devido ao comportamento de solubilidade do cloreto de zinco. Soluções salinas, como soluções de cloreto de sódio NaCI, cloreto de magnésio MgCI2, e cloreto de potássio KCI, juntamente com aditivos como borato de sódio, ácido bórico e tetraacetato de etilenodiamina, podem ser usados alternativamente. Para o
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53/64 eletrólito gelificado, pode ser usado carboximetilcelulose, ágar, ou um agente gelificante alternativo. O agente gelificante aumenta a viscosidade do eletrólito, de modo que o mesmo permaneça no interior da célula em um local onde ele é útil, ou seja, entre o ânodo e o cátodo. [0139] O eletrólito gelificado pode ser distribuído por todo o interior da célula de bateria eletroquímica, e está situado, com a máxima preferência, entre o ânodo e o cátodo, que estão dispostos um em relação ao outro a uma distância predeterminada. Essa distância predeterminada pode ser calculada pelos versados na técnica, mas a distância pode possibilitar tolerâncias necessárias para evitar curtos-circuitos causados pelo ânodo e o cátodo entrando em contato um com o outro. Como não há separador ou outra barreira física entre os eletrodos, uma distância prática é necessária nessa modalidade. A viscosidade do eletrólito gelificado age para retardar o movimento dos eletrodos e seu posicionamento entre os eletrodos, ambos agindo para permitir a comunicação iônica e para evitar o movimento dos eletrodos um em direção ao outro. O eletrólito gelificado pode, também, melhorar a biocompatibilidade, ao fornecer uma barreira física em torno dos eletrodos. As partículas que se movem a partir dos eletrodos são retidas no eletrólito gelificado e impedidas de se mover para longe da célula de bateria eletroquímica ou em direção ao outro eletrodo. Em outra modalidade, uma barreira delgada pode ser colocada entre o ânodo e o cátodo para evitar contato relativo. A barreira delgada pode ser produzida a partir de um material separador ou um material ionicamente condutivo e eletricamente isolante.
[0140] Uma aba do ânodo pode ser conectada mecanicamente ao ânodo, para que ela possa transportar eletricamente elétrons criados a partir do ânodo para o terminal negativo da célula de bateria eletroquímica. Usar uma extensão de fio de zinco para esse propósito pode corroer ou, de outro modo, afetar a biocompatibilidade. Portanto, titânio ou
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54/64 outros materiais condutores resisti vos e corrosivos são adequados para estender o ânodo através de qualquer material de embalagem para fornecer o conduto de elétrons externo necessário.
[0141] A célula de bateria eletroquímica pode ser encerrada em um material de embalagem para conter os componentes da célula, visando aumentar a vida útil, restringir a migração iônica, de oxigênio e de água para dentro e para fora da célula, e para assegurar a biocompatibilidade. Uma vez que o material de embalagem é inerte e não executa nenhuma função no desempenho da bateria, minimizar a espessura e a quantidade de material é preferencial. Um material que é inerte e não interfere com as reações da célula também é preferencial, assim como um material que é facilmente formado em uma porção externa contígua ao redor de toda a célula de bateria eletroquímica, permitindo, ao mesmo tempo, a vedação dos eletrodos terminais que necessariamente penetram na embalagem e se projetam a partir da embalagem. O material de embalagem é, de preferência, facilmente formado e vedado por processos de fabricação em alta velocidade. Pigmentação do material de embalagem pode também ser desejada, e esse requisito pode indicar a seleção de materiais da embalagem.
[0142] O polipropileno pode ser preferencial como um material de embalagem, uma vez que ele pode ser facilmente soldável através de uma variedade de processos, incluindo soldagem a quente, ultrassônica e a laser. Além disso, o polipropileno pode ser ligável por adesivo e estar disponível em uma variedade de espessuras e densidades. Adicionalmente, o polipropileno pode ser impermeável às composições de eletrólito preferenciais e poderá contribuir para a biocompatibilidade. Polímeros biocompatíveis alternativos incluem poliuretano, polivinilpirrolidona, elastômeros de silicone, polietileno, politetrafluoretileno, poli-(p-fenilenotereftalamida), cloreto polivinílico, polipropileno, poliolefinas, poliésteres, poliacrilatos (incluindo polimetacrilatos).
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55/64 [0143] É possível, também, aplicar revestimento ao lado externo da bateria ou à superfície externa do material de embalagem para tornálos ainda mais biocompatíveis. Revestimentos biocompatíveis adequados podem incluir fosforilcolina e poli-para-xililenos, como paraleno C. [0144] O filme revestido usado como um material de embalagem pode ter pelo menos duas funções de barreira, além de agir para manter a integridade física da bateria. O filme poderá impedir a migração de sais iônicos, para evitar a perda de íons de eletrólito, caso a bateria seja circundada por líquido. O filme pode, também, retardar o transporte de água, para evitar a expansão da bateria. Para casos onde a bateria é contida em uma embalagem vedada antes do uso, evitar o transporte de oxigênio não é uma necessidade crítica; entretanto, os versados na técnica reconhecerão que os mesmos tipos de revestimentos usados para retardar o transporte de umidade também poderão retardar substancialmente o transporte de oxigênio.
[0145] Dentro da indústria de embalagens, a permeabilidade à água de um material ou dispositivo é normalmente medida, submetendo-se um lado de um filme de barreira a uma dada umidade relativa, enquanto se mantém o outro lado seco, por exemplo, mediante purga com gás seco, enquanto se mantém uma temperatura constante, e medindo-se a água transmitida através do filme do lado com umidade relativa controlada para o lado seco, expressada em termos de taxa de transmissão de vapor de água (também chamada de taxa de permeabilidade ao vapor d'água) (TPVA), com unidades de massa/área*tempo em uma dada temperatura e umidade relativa. Por exemplo, as unidades podem ser expressas em g/m2-dia, a temperatura em graus Celsius e umidade relativa.
[0146] Para a modalidade preferencial, a TPVA da embalagem pode ser menor que 1 g/m2-dia, ou, com mais preferência, menor que 0,1 g/m2-dia, ou com mais preferência ainda, menor que 0,02 g/m2-dia,
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56/64 onde a dita TPVA é medida entre 85 e 100% de umidade relativa e temperatura entre 20Ό e 40Ό. Os instrumentos que rea lizam tais testes estão disponíveis junto, por exemplo, à MOCON Inc. (de Minneapolis, MN, EUA) [0147] Deve-se observar, entretanto, que as medições de TPVA convencionais poderão medir apenas o transporte de umidade normal ao filme de barreira, isto é, através de qualquer revestimento de barreira que esteja presente. Dada uma embalagem vedada, entretanto, é possível que a umidade seja transportada através da junção, isto é, em paralelo ao plano do filme de barreira. Isto pode ser especialmente relevante onde a junção da embalagem é particularmente estreita, por exemplo, menor que 100 mícrons em largura. Dessa forma, a propriedade de barreira do filme polimérico em si, ao invés do revestimento, controla o comportamento de transporte da junção lateral, podendo fazer uma contribuição incomum ao transporte de umidade geral para dentro e para fora da bateria, particularmente para baterias muito pequenas, por exemplo, aquelas com uma embalagem com uma área superficial de 0,5 cm2 ou menos. Portanto, é preferencial que a TPVA do polímero seja menor que 10 g/m2-dia, ou, com mais preferência, menor que 5 g/m2-dia, a uma espessura de 25 mícrons, e uma temperatura entre 20Ό e 40Ό, e uma umidade relativa entre 85 e 100%.
[0148] Métodos de vedação para o material de embalagem incluem as soldagens ultrassônica e por feixe de laser descritas. Métodos de vedação alternativos incluem soldagem a quente e o uso de adesivos biocompatíveis.
Formulações de eletrólitos adicionais [0149] Em alguns exemplos, um aprimoramento na emissão de gases de microbaterias pode ser obtido com o uso de produtos químicos mais purificados (substituindo 99,99% de acetato de zinco puro por 98%
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57/Q4 de acetato de zinco puro na formulação do eletrólito da presente invenção). Aprimoramentos adicionais podem ser obtidos pela adição de cloreto de zinco a um eletrólito à base de acetato de zinco, o que pode também aumentar significativamente a capacidade da bateria. Em alguns exemplos, isso pode ser devido à utilização intensificada de água e/ou ao teor de água reduzido nos produtos de descarga quando o cloreto de zinco é incorporado ao eletrólito.
Integridade mecânica da embalagem de polímero [0150] Em alguns exemplos, um adesivo de filme de polímero seco pode fornecer uma ligação reproduzível, mecanicamente forte com fabricação conveniente. Em alguns exemplos, um aprimoramento adicional pode ser obtido com o uso de uma fita selável a quente, que compreende polipropileno ou polipropileno modificado em ambos os lados de um núcleo de poliéster. Esses materiais podem ser aplicados no lugar do filme polimérico selável a quente seco. Em alguns exemplos, pode ser usada uma fita usada para aderir os terminais de baterias de íons de lítio à embalagem selável a quente de polipropileno, disponível junto à Targray. Essa fita pode fornecer uma ligação mecânica reproduzível forte entre os coletores de corrente e a embalagem de filme de polipropileno.
[0151] Um exemplo alternativo de fita selável a quente seca pode incluir uma fita destinada a aderir os terminais da bateria de íons de lítio à embalagem de polipropileno. Essa fita pode ser obtida junto à MTI; para cada uma das fitas seláveis a quente exemplificadoras, pode ser possível selar por ultrassom os lados da embalagem através da fita antes da termocolagem dos terminais, de modo que os lados da célula unidos incluam a região com a fita selável a quente.
[0152] A ligação entre a fita selável a quente e o filme de embalagem pode ser aprimorada ajustando-se as condições para ataque químico do titânio usado nos contatos de eletrodo. Em alguns exemplos,
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58/64 pode ser útil submeter o titânio ao ataque químico, mergulhando-o durante dez minutos em uma solução de ebulição de 10 por cento em peso de ácido oxálico em água. Em alguns outros exemplos, dois protocolos adicionais para ataque químico-um ataque químico à base de ácido hidrofluórico, e um ataque químico à base de peróxido de hidrogênio- podem proporcionar adesão intensificada do titânio ao polipropileno. Em alguns exemplos, o aprimoramento na ligação pode ser determinado por um teste de ruptura (o peso foi colocado em uma embalagem de polipropileno selada a quente com um dos lados tendo um pedaço do titânio quimicamente tratado e a fita selável a quente supracitada posicionada em ambos os lados do titânio entre o titânio e a embalagem plástica). [0153] Em alguns exemplos, a folha de titânio pode ser limpa, limpando-se sua superfície com isopropanol. A folha metálica limpa resultante pode então ser colocada em uma série de hastes plásticas em um substrato perfurado. A folha metálica pode ser imersa em uma solução contendo 35 g/l a 40%, em peso, de ácido fluorídrico, 23,6 g/L de sulfato de sódio, e 350 g/L de ácido nítrico concentrado, sendo que o restante compreende água. Subsequentemente, o titânio pode ser enxaguado com água da torneira. Então, o titânio quimicamente tratado pode ser colocado em um banho de conversão de fosfato contendo 53 g/L de fosfato trissódico, 21 g/L de fluoreto de potássio, e 32 g/L a 40%, em peso, de uma solução de ácido fluorídrico por cerca de dois minutos, por exemplo. O titânio pode então ser enxaguado e colocado em um recipiente contendo água desionizada em um banho-maria a 65 Ό durante um certo período de tempo, como quinze minutos. Em seguida, o titânio pode ser removido do banho e seco em um forno de secagem antes do uso.
[0154] Em alguns exemplos, um ataque químico à base de peróxido de hidrogênio pode ser realizado com um ataque de RAE modificado'. A
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59/64 composição química das formulações de ataque químico pode ser variada, por exemplo onde soluções de ataque químico podem ser formadas com 2% em peso de hidróxido de sódio, e 1%, 2%, ou 3% em peso de peróxido de hidrogênio, com o restante compreendendo água desionizada. Subsequentemente, a solução pode ser então mantida em um béquer em banho-maria a 60 Ό. A folha de titânio pode ser posteriormente limpa com isopropanol, e então disposta em uma série de hastes plásticas em um substrato perfurado. A folha metálica pode então ser quimicamente tratada em uma das soluções por 5 a 20 minutos, e ser removida e enxaguada com água desionizada. A folha metálica limpa pode então ser deixada secar em um forno.
[0155] Condições de ligação superior podem ser observadas por meio de testes eletroquímicos feitos mantendo-se uma amostra de folha metálica de titânio limpa/quimicamente tratada a 1,55 V contra um pedaço de folha metálica de zinco em uma solução eletrolítica incluindo aproximadamente 6,25% de acetato de zinco, 0,5% de acetato de amônio e 10 ppm de ln3+ adicionado como sulfato de índio.) Pode-se notar que o titânio quimicamente tratado com 1 % de peróxido de hidrogênio conforme descrito pode extrair uma corrente significativamente menor que o titânio não tratado quimicamente. Talvez isso possa ser devido à formação de uma camada de óxido sobre a superfície de titânio durante o ataque químico de peróxido de hidrogênio, o que pode ser chamado de anodização.
[0156] Em alguns exemplos, um coletor de corrente de titânio pode ser modificado na região onde o mesmo é termocolado, resultando em melhorias na integridade mecânica da selagem a quente. Em alguns exemplos, o aprimoramento pode possibilitar a fixação da fita de selagem a quente através da bateria, reforçando-a. Em alguns exemplos, os resultados da modificação por corte de orifícios no término dos eletrodos podem ser testados prensando-se manualmente as células embaladas
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60/64 próximo ao terminal do cátodo com o uso de uma ferramenta pontiaguda de metal. Em alguns exemplos, pode ser observada uma resistência qualitativamente mais aprimorada para células com dois tipos de coletores de corrente de titânio de cátodo perfurados do que com coletores de corrente de titânio de cátodo não perfurados. As células com os coletores de corrente perfurados permaneceram intactas, enquanto as células com os coletores de corrente não perfurados vazaram o eletrólito quando prensadas. Isso pode implicar em que a integridade mecânica de uma embalagem de célula de bateria pode ser melhorada pela perfuração, o que pode levar a uma vida útil aumentada.
Métodos de preenchimento e selagem [0157] Conforme mencionado anteriormente, pode-se usar soldagem ultrassônica para excluir o eletrólito de uma vedação lateral. Também foi observada a possibilidade de se usar soldagem a laser com um acessório adequado para se obter um resultado similar. Em algumas configurações, entretanto, o uso de soldagem ultrassônica para vedar uma célula úmida (uma célula com eletrólito presente) pode ser problemático. A célula pode não ser capaz de vedar completamente. Talvez isso possa ser devido a uma interação da energia ultrassônica da corneta com o eletrólito dentro de um espaço pequeno fechado, criando variações de pressão localizada que podem danificar a vedação, particularmente ao redor dos terminais.
[0158] Em alguns exemplos, a melhoria pode ser obtida, mudandose de uma solda de um estágio para uma solda de dois estágios. Em tal exemplo, onde a maior parte do perímetro da célula foi soldada para uma célula seca com o uso de termocolagem para as extremidades e uma selagem ultrassônica no perímetro, a célula foi preenchida, e então a porção pequena aberta remanescente do perímetro da célula foi vedada ultrassonicamente. Então a célula pode ser desgaseificada e o excesso de fluxo plástico da termocolagem removido dos terminais com o
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61/64 uso de uma faca pequena.
Uso de adesivos para manter componentes em alinhamento [0159] Em alguns exemplos, pode ser útil manter temporariamente os componentes no lugar, de modo que eles não saiam do alinhamento em etapas subsequentes. Embora o travamento mecânico possa ser uma solução, isso pode ser um problema na medida em que exige preensão em múltiplos locais e fixação especial para cada etapa. Em alguns exemplos, uma solução pode envolver o uso de adesivos sensíveis à pressão, como ο 3M 75, para manter os componentes no lugar. Em alguns exemplos, o uso de uma mistura de 0,5%, em peso, de carboximetilcelulose de sódio (Walocel 2000 GA 07, Dow) pode ajudar a assegurar que o cátodo, o separador e o ânodo fiquem alinhados entre si quando empilhados, e ainda possibilitar a condução do eletrólito.
[0160] Em alguns exemplos, a solução pode incluir também o uso de pontos muito pequenos de adesivo sensível à pressão não condutivo (3M 75) entre camadas. Os adesivos podem ser aplicados por qualquer número de métodos convencionais, como escovação ou aspersão como um aerossol (por exemplo, com o uso de um aerossol pré-formulado ou de uma escova de ar convencional), com o uso de um molde ou estêncil, se necessário.
Resistência aprimorada da barreira da embalagem e resistência mecânica através de folheamento autocatalítico [0161] Em alguns exemplos, uma junção lateral estreita na embalagem de bateria pode criar uma região com propriedades de barreira insatisfatórias, possibilitando o transporte de umidade e espécies gasosas para dentro e para fora da célula. As baterias convencionais embaladas em laminados (células de pequeno invólucro) podem ter junções muito mais largas em todos os lados. Por exemplo, a vedação lateral de uma célula de pequeno invólucro pode ser maior que toda a largura de uma microbateria (2 a 4 mm por lado, em comparação com uma largura de
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62/64 ~1 mm de uma microbateria). As junções mais largas, que podem não ser possíveis de serem incorporadas em uma pequena microbateria, podem agir como uma barreira eficaz de umidade e gás devido à largura. Dessa forma, uma solução alternativa é necessária para a resistência de barreira com junções muito estreitas.
[0162] Em alguns exemplos, uma solução pode envolver um revestimento externo (sobrerrevestimento) das microbaterias com uma camada de barreira conformai por meio de folheamento autocatalítico. Pode haver uma variedade de técnicas disponíveis para criar um revestimento de barreira hermético conformai. O revestimento externo de baterias de zinco-carbono miniaturizadas, entretanto, pode apresentar desafios especiais. A presença de umidade dentro do eletrólito da bateria em combinação com as propriedades de barreira imperfeitas da embalagem pode significar que pode haver um fluxo contínuo de umidade através da embalagem até a superfície da bateria. Esse fluxo pode agir para contaminar a superfície. Além disso, a embalagem imperfeita pode possibilitar o escoamento de umidade. Adicionalmente, o ponto de fusão (aproximadamente 160 Ό do polipropileno) da embalagem plástica pode limitar a têmpera possível para qualquer método de revestimento. [0163] Técnicas de vácuo como deposição por bombardeamento com íons e evaporação térmica que exigem uma superfície limpa para deposição podem também ser inferiores para revestimento externo de microbaterias devido ao fluxo contínuo de umidade para a superfície. E, a deposição de camada atômica pode ser inadequada pela mesma razão. Outras técnicas como revestimento de sol-gel e deposição de vapores químicos podem exigir exposição a temperaturas que podem danificar a bateria.
[0164] Em alguns exemplos, uma solução desejável para aprimorar a eficácia da barreira e a resistência mecânica pode envolver folheamento autocatalítico como uma técnica para criar um revestimento de
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63/64 barreira conformado. O folheamento autocatalítico é uma técnica convencional, que pode depositar uma camada de metal conformada sobre um revestimento condutivo ou não condutivo. Banhos de folheamento autocatalítico foram desenvolvidos para depositar metais como níquel, cobre, e estanho sobre superfícies de plástico. O metal folheado autocataliticamente pode, então, ser adicionalmente folheado através do uso de folheamento autocatalítico ou galvanoplastia com uma ampla variedade de metais, incluindo níquel, cobre, estanho, ouro, prata, cádmio e ródio. Em alguns casos, devido problemas de custo, corrosão, e/ou mecânicos, pode ser desejável usar uma estrutura em camadas que incorpore mais de uma camada galvanizada.
[0165] O revestimento pode ter uma espessura arbitrária, e pode reforçar mecanicamente a bateria além de agir como uma barreira. Esse reforço mecânico pode forçar o hidrogênio para fora dos lados da célula, reduzindo ou eliminando sua dilatação devido à produção de gás hidrogênio durante a corrosão do zinco. Para evitar a criação de um curtocircuito entre os terminais da bateria devido ao folheamento, pode ser necessário mascarar um ou ambos os terminais com o uso de um material não condutivo durante o processo de folheamento.
[0166] Em alguns exemplos, uma camada pode ser formada por folheamento autocatalítico, em que o folheamento autocatalítico e/ou galvanoplastia pode ser usado para criar um revestimento de cobre conformado de aproximadamente 25 mícrons (1 mil) nas mesmas. Uma fita de vinil pode ser usada para mascarar ambos os terminais dessas baterias durante o folheamento, para evitar curto-circuito das baterias durante o processo de folheamento.
[0167] A fita pode, em seguida, ser removida dos terminais, e, então, as baterias podem ser envelhecidas à temperatura ambiente a 50% de umidade relativa. Para fazer uma comparação, células similares que
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64/64 não tinham sido plaqueadas em cobre foram envelhecidas sob as mesmas condições. As células foram monitoradas de modo intermitente tendo sua tensão de circuito aberto medida e sua resistência estabelecida pela passagem de três pulsos de 20 μΑ durante 100 milissegundos. As células podem ser consideradas como tendo falhado quando sua resistência era superior a 20 kQ, em comparação com menos de 5 kQ para uma célula nova. As células folheadas por folheamento autocatalítico podem apresentar melhoria significativa em sua vida útil em comparação com as células não folheadas.
Reforço de ânodo:
[0168] Em alguns exemplos, pode-se observar que ao vedar células de microbateria, o ânodo pode se dobrar, resultando em corrosão. Para remediar esse problema, em alguns exemplos o ânodo pode ser reforçado, ligando-se o mesmo à folha de titânio com o uso de um epóxi convencional (adesivo plástico JB-Weld.)
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Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Microbateria eletroquímica, caracterizada por compreender componentes de célula biocompatíveis incluindo:
    um coletor de corrente de ânodo; um coletor de corrente de cátodo;
    um ânodo que se estende ao longo de uma trajetória arqueada;
    um cátodo genericamente plano que se estende ao longo da trajetória arqueada, sendo que o ânodo é posicionado acima do cátodo;
    um separador posicionado entre o ânodo e o cátodo, sendo que o separador estende-se ao longo da trajetória arqueada;
    um eletrólito posicionado circundando genericamente o ânodo, o cátodo e o separador para fornecer condutividade iônica entre o ânodo e o cátodo;
    uma embalagem flexível circundando genericamente o ânodo, o cátodo, o coletor de corrente do cátodo, o separador e o eletrólito, sendo que o coletor do ânodo se estende através da embalagem flexível ao longo de um primeiro vetor ao longo da trajetória arqueada, e o coletor do cátodo se estende através da embalagem flexível ao longo de um segundo vetor ao longo da trajetória arqueada;
    uma camada de cobre encapsulante que circunda a embalagem flexível, sendo que um dentre o coletor do ânodo ou o coletor do cátodo não é circundado pelo cobre de encapsulação, e sendo que pelo menos uma porção da camada de cobre é depositada na embalagem flexível com folheamento autocatalítico.
  2. 2. Método para fabricar uma microbateria, caracterizado por compreender:
    obter um coletor do cátodo;
    fixar um cátodo ao coletor do cátodo com um adesivo condutivo;
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    2/2 obter um coletor do ânodo; obter um ânodo;
    empilhar o coletor do cátodo, o cátodo, o ânodo, o coletor do ânodo e um separador, sendo que o separador situa-se entre o cátodo e o ânodo;
    circundar a pilha com uma primeira e uma segunda folhas plásticas flexíveis;
    soldar as primeira e segunda folhas plásticas flexíveis uma à outra com uma primeira solda ultrassônica, sendo que a primeira solda ultrassônica circunda a pilha ao longo de uma primeira porção de dois lados, sendo que uma segunda porção dos dois lados compreende uma porta de abastecimento para a microbateria;
    preencher um eletrólito dentro da porta de abastecimento; soldar a segunda porção dos dois lados da primeira e da segunda folhas plásticas flexíveis, sendo que a soldagem da segunda porção veda a porta de abastecimento;
    depositar uma camada folheada por folheamento autocatalítico de cobre ao longo de uma porção da microbateria.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112019009712A2 (pt) * 2016-11-15 2019-08-13 Giner Life Sciences Inc dispositivo de difusão gasosa percutânea adequado para uso com um implante subcutâneo
CN108620654B (zh) * 2018-06-21 2024-02-02 宁夏小牛自动化设备股份有限公司 电池串首片剔除装置及串焊机及首片剔除裁断方法
KR20220081939A (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 주식회사 아모그린텍 인쇄배터리 제조방법 및 이를 통해 제조된 인쇄배터리
TWI762244B (zh) * 2021-03-18 2022-04-21 輝能科技股份有限公司 軟包式電池模組及其電能供應器
DE202021105203U1 (de) * 2021-09-28 2023-01-03 Varta Microbattery Gmbh Elektrochemische Zink-Braunstein-Zelle mit schichtförmigem Aufbau und Batterie

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5111772B1 (pt) * 1969-11-03 1976-04-14
CA2532241C (en) * 2003-07-11 2011-03-08 Duk-Hyun Ryu Secondary battery with an improved safety
CN102181894B (zh) * 2011-04-02 2012-07-11 潘俊安 一种动力电池外壳单体喷镀装置及方法
US9088050B2 (en) * 2011-08-29 2015-07-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrode group for thin batteries, thin battery, and electronic device
EP3172781B1 (en) * 2014-07-21 2020-06-03 Johnson & Johnson Vision Care Inc. Flexible micro-battery
US9599842B2 (en) * 2014-08-21 2017-03-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Device and methods for sealing and encapsulation for biocompatible energization elements
US9923177B2 (en) * 2014-08-21 2018-03-20 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biocompatibility of biomedical energization elements
KR20160031639A (ko) * 2014-09-12 2016-03-23 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법
JP6484800B2 (ja) * 2015-02-24 2019-03-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池

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