CN101095250A - 具有镀金端触点的扁平一次电池 - Google Patents

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弗雷德·J.·伯科维茨
马克·布朗
约当·伯里尔科夫
约翰·罗腾杜
大卫·克莱因
布赖恩·L.·赫西
加洛斯拉夫·贾尼克
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Abstract

具有沿其长度延伸的至少一个扁平侧面的一次电池。该电池可用于例如数字照相机。该电池可具有包含锂的阳极和低电阻的触点。阳极和阴极可呈其间带有隔板的螺旋形卷曲的薄片形式。外部正负触点用金镀覆以改善接触电阻。

Description

具有镀金端触点的扁平一次电池
技术领域
本发明涉及一次锂电池。具体地讲，本发明涉及具有扁平外壳的一次锂电池。
背景技术
数字照相机和其它电子装置(例如，手机、MP3播放器、以及个人数字助理(PDA)例如BlackBerries)靠电池，例如二次(即，可充电)镍金属氢化物电池或二次锂离子电池运行。已用于数字照相机的一个类型的电池为Pentax D-L12，其为一种3.7V的二次、棱柱状锂离子电池可购自Panasonic并且描绘于图1和图2中。
参见图1，电池10具有约53.0mm的长度“L”、约35.2mm的宽度“W”和约7.0mm的厚度“T”。在此申请中，图1和图2所示的棱柱状电池类型一般称为“电池A”。电池A类型的电池的其它具体实例包括Pentax D-L12B、Gold Peak VFL001、PanasonicVW-VBA10、Mugen Power HLI-NP60和Fujifilm NP60。
现在参见图2，电池10的表面12具有以并列型排列定位的三个电触点14、16和18。触点14为正，而触点18为负。介于触点14和18之间且与它们等距离而定位的触点16为热敏电阻器。热敏电阻器为调节再充电的热敏感电阻器。随着电池10的充电，电池的温度上升，从而导致热敏电阻器增大其对电流的阻抗。结果是，通过电池10的充电电流减小。如果电池10变得太热，则热敏电阻器切断充电。当电池10插进数字照相机或充电器时，触点14、16和18接触照相机或充电器中的对应触点。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为Casio NP20。通过Casio NP20示例的电池类型一般称为“电池B”。电池B具有三个电触点(正触点、热敏电阻器和负触点)，并且其尺寸为50mm×33mm×4.5mm。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为Olympus LI-10B。通过Olympus LI-10B示例的电池类型一般称为“电池C”。电池C具有三个电触点(正触点、热敏电阻器和负触点)，并且其尺寸为46mm×32mm×9.7mm。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为Motorola SNN5717C。通过Motorola SNN5717C示例的电池类型一般称为“电池D”。
电池D具有四个电触点(正触点、热敏电阻器、电阻器和负触点)，并且其尺寸为58mm×35.6mm×7.0mm。电阻器可帮助电子装置(例如，数字照相机、充电器)鉴别电池的化学性质。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为Motorola SNN5705B。通过Motorola SNN5705B示例的电池类型一般称为“电池E”。电池E具有四个电触点(正触点、热敏电阻器、电阻器和负触点)，并且其尺寸为58mm×35.6mm×4.6mm。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为Nokia BL-5C。通过Nokia BL-5C示例的电池类型一般称为“电池F”。电池F具有四个电触点(正触点、热敏电阻器、电阻器和负触点)并且其尺寸为53mm×34mm×5.7mm。
二次、棱柱状锂离子电池的另一个实例为BlackBerryBAT-03087-002。通过BlackBerryBAT-03087-002示例的电池类型一般将称为“电池G”。电池G具有四个电触点(正触点、热敏电阻器、电阻器和负触点)，并且其尺寸为50.5mm×38mm×7.1mm。
发明内容
本发明概括地讲涉及用于电子装置(例如，数字照相机、手机、MP3播放器、或个人数字助理(PDA)例如BlackBerry)的一次电池(例如，锂电池)。
在一个方面，该一次电池具有与电池A大致相同的尺寸，但具有至少一个定位在不同于电池A中的对应正触点或负触点的位置的位置中的正触点或负触点。
在一些实施方案中，该一次电池包括对应于电池A中的正触点和/或负触点的凹口。在一次电池中存在对应凹口的正触点和/或负触点在该一次电池中已相对于电池A改变位置。该一次电池优选不包括在电池外壳上具有独立触点(即，与正负触点分离)的热敏电阻器。在某些实施方案中，该一次电池可包括对应于电池A中的热敏电阻器的位置的凹口。包括凹口的一次电池可用于具有允许照相机用或者电池A或者一次电池运行的触点的数字照相机中。然而，如果该一次电池偶尔放置进旨在供电池A使用的充电器中，它将不能再充电，因为它不具有一组对应于充电器中的触点的触点。这对于该一次电池的使用者来讲是有利的，因为当该一次电池偶尔放置进充电器时，使用者无需担心(例如)它会过热。该一次电池可设计用来适配到(例如)小型和/或薄型数字照相机中。另一个优点是该一次电池不要求使用者携带和/或旅行时带着笨重的附件例如AC电源线和充电器。
在本发明的一方面，正负接触端子由金属基底形成，在金属基底的暴露侧上镀覆金。优选地，金属基底为镍质的或基本由镍构成。有利的是，让负触点或者正触点由镍基底形成，在其暴露表面上镀覆至少一层金。优选地，正负触点均由镍基底形成，在它们的暴露表面上镀覆一层金。锂一次电池按常规由包含镍的未镀覆端子构成。本发明的锂一次电池具有外壳，所述外壳具有沿电池的长度延伸的至少一个基本扁平的侧面。理想的是，本发明的锂一次电池具有沿电池的长度延伸的一对相对的扁平侧面。这两个相对的扁平侧面可典型地平行。因此本发明的电池具有扁平或棱柱形状，并且在优选的应用中旨在置换典型地用来驱动数字照相机的锂离子可充电电池。
已确定的是，本发明的电池的正负接触端子的暴露表面上的金镀覆显著改善了电池的性能，尤其是当电池用于高功率电子装置(例如，数字照相机)时。此类数字照相机具有介于约2瓦特和6瓦特之间，典型地介于约2瓦特和3瓦特之间的平均脉冲或间歇功率需量，其中峰值功率需量介于约4瓦特和6瓦特之间。已确定的是，当使用常规的镍端触点时，本发明的一次锂电池的端子和数字照相机端子之间的接触电阻可升高。接触电阻在一些情况下可足够高从而妨碍连贯地达到所需的上述范围内的脉冲或间歇功率输出，这与照相机触点端子是否镀覆过金无关，也与施加在电池端子和照相机端子之间的接触力无关。
在某个具体方面已确定的是，本发明的一次锂电池的正负端子均可在其暴露表面上镀覆金以充分地减小电池端子和照相机端子之间的接触电阻。虽然本发明的电池的主要应用围绕为高功率数字照相机供电而作出，但应当理解本发明不旨在限于应用于照相机。相反，该电池可用来为其它高功率装置(例如MP3音频播放器等)供电，并且一般而言可用作棱柱状可充电锂离子电池的置换品。
只要电池接触端子的一个镀覆了金，即可获得电池性能的改善。然而优选的是，将本发明的电池的正负接触端子均作镀覆，即在端子的暴露表面上镀覆至少一层金。理想的是，本发明的一次锂电池的正负端子均由金属基底形成，所述金属基底为镍质的或基本由镍或包含镍的合金构成，并且这种金属基底在其暴露表面上镀覆有一层金。镀覆可使用常规电镀法完成并产生效果，以使金镀层的平均厚度介于约0.1微米和5微米之间，优选地介于约0.25微米和5.0微米之间。即使电池端子和照相机端子之间的接触力在介于约0.29N(30gf)和3.92N(400克力)之间的宽范围上变动，也可实现这种镀金电池端子和数字照相机端子之间的与未镀覆的镍电池端子相比显著改善的接触电阻。可注意到，镀金镍电池端子和数字照相机端子之间的电接触阻抗比如果相同的电池端子没有镀覆金的情况明显减小至小至少介于约20百分比和90百分比之间，典型地小至少50百分比的平均水平。已确定电接触阻抗的这种减小适用于介于约0.49N(50克力)和3.92N(400克力)之间的接触力的宽范围上，甚至当装置端子也镀覆金时仍然如此。理想的是，在电池接触端子的表面上产生相对硬的金镀层。如果金镀层太软，则在处理和使用期间会在端子表面中产生不可取的压痕。因此，理想的是适当施加金镀层，使得金镀层的厚度优选地介于约0.25微米和5微米之间，并且金镀层具有介于约130HK25和200HK25(在25克的负载下测量的努普硬度)之间的努普显微硬度。
在另一个方面，该一次电池(例如，锂电池)具有与电池B、C、D、E、F或G大致相同的尺寸。该一次电池可在上文关于本发明的第一方面所讨论的一个或多个方面与电池B、C、D、E、F或G不同。例如，该一次电池可具有至少一个正触点或负触点，所述触点定位在与电池B、C、D、E、F或G中的对应正触点或负触点的位置不同的位置中。
在另一个方面，该一次电池包括外壳，所述外壳具有介于约2mm和约15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和约60mm之间的长度。该一次电池也包括定位在外壳的表面上的正电触点和负电触点。在外壳之内为阳极、阴极和电解质。该电池不包括在电池外壳上具有独立触点的热敏电阻器。
在另一个方面，该一次电池包括外壳。所述外壳具有介于约2mm和约15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和约60mm之间的长度。在外壳之内为阳极、阴极和电解质。该一次电池也包括定位在外壳的表面上的正电触点和负电触点。正电触点和负电触点每个均占据约相同尺寸的触点空间，并且由至少足够大以提供触点之间的足够绝缘(例如，防止触点之间的电短路)的空间隔开。在一些实施方案中，正电触点和负电触点由尺寸上大致与触点空间相等的空间隔开。在某些实施方案中，正电触点和负电触点由其为触点空间尺寸的至少约1.5倍(例如，触点空间的至少约两倍、触点空间的至少约2.5倍)的空间隔开。
在一些实施方案中，上述电池不包括在电池外壳上具有独立触点的热敏电阻器。
在另一个方面，该一次电池包括棱柱状外壳。所述棱柱状外壳具有介于约2mm和约15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和约60mm之间的长度。在外壳之内为阳极、阴极和电解质。该一次电池也包括在外壳的表面上定位在表面的相对两端的正电触点和负电触点。
在另一个方面，该一次电池包括外壳(例如，具有介于约2mm和约15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和约60mm之间的长度)。在外壳之内为阳极、阴极和电解质。正电触点和负电触点位于外壳的表面上。负触点也用作电阻器。
在另一个方面，该一次电池为包括棱柱状外壳的3伏电池。所述棱柱状外壳具有介于约2mm和约15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和约60mm之间的长度。在外壳之内为阳极、阴极和电解质。正电触点和负电触点位于外壳的表面上。
在另一个方面，本发明的特征在于可与上述电池的一个或多个一起使用的数字照相机。在一些实施方案中，照相机具有带有表面的外壳，所述表面包括三个电触点：正电触点、负电触点和正电触点或负电触点。
本文所用术语“一次电池”是指一种设计用来仅放电(例如，直到耗尽)一次，然后即丢弃的电池。例如，在David Linden的Handbookof Batteries(McGraw-Hill，第2版，1995年)中描述了一次电池。
为了此应用的目的，“棱柱状电池”具有至少四个大致扁平的侧面，并且具有基本小于另外两个尺寸(例如，长度和宽度)的一个尺寸(例如，厚度)。举例来讲，棱柱状电池可具有介于约2mm和约15mm(例如，介于约4mm和约10mm)之间的厚度、介于约10mm和约50mm(例如，介于约20mm和约40mm)之间的宽度、以及介于约20mm和约60mm(例如，介于约30mm和约40mm)之间的长度。
附图说明
其它特征和优点附在说明书、附图和权利要求书中。
图1为电池的透视图。
图2为图1的电池的顶视图。
图3为电池的透视图。
图4为图3的电池的顶视图。
图5为图3的电池的单元电池的横截面图。
图6为图3的电池的透视图。
图7A为图3的电池的组件的透视图。
图7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H、7I和7J图示说明制作图3的电池的方法。
图8为电池的顶视图。
具体实施方式
参见图3，一次锂电池100包括具有表面104的外壳102。表面104包括限定电池100的宽度的两端：105和107。电池100具有与电池A相同的一般形状和尺寸。因此，电池100可适配到数字照相机中的空间，所述空间也能够适配电池A。然而，电池100为3V的电池，因此具有与电池A不同的电压。外壳102可由金属或金属合金(例如，镍、镀镍钢、不锈钢、铝、包含铝的合金)或塑料(例如，聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯、聚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯)制成。
现在参见图4，电池100的表面104包括两个电触点：正触点106和负触点108。介于电触点106和108之间的是两个凹口：110和112。正触点106大致定位在表面104的末端105处，而负触点108大致定位在表面104的末端107处。通常，凹口110和112由不导电材料制成。凹口110和112可由这样的材料制成：例如塑料(例如，聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯、聚砜、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯)。在一些情况下，凹口110和112由与外壳102相同的材料制成；而在其它情况下，凹口110和112和外壳102由不同的材料制成。如果一次电池100偶尔放置进具有适用于再充电电池A的触点的充电器中，电池100将不会被再充电，因为其电触点的至少一个将不能接触充电器中的对应触点。
负触点108和正触点106可为镍质的。所述镍为按常规用于一次锂电池中的正负触点的金属。本文所用术语“镍”的涵义范围旨在延伸至镍的合金或在其中镍包含至少其基本比例的金属。然而，当本发明的电池用来给某些高脉冲功率需量的电子装置(例如数字照相机)供电时，在使用镍触点而达到所要求的电池功率输出方面可能存在缺陷。此类数字照相机可典型地具有介于约2瓦特至6瓦特之间的脉冲或间歇功率需量，其中平均需量典型地介于约2瓦特至3瓦特之间，并且峰值需量介于约4瓦特和6瓦特之间。已确定的是，如果端子108和106的暴露接触表面为镍质的，则此类端触点和一些数字照相机的对应端子之间的电阻可足够地高以致妨碍照相机的正常性能。例如，升高的接触电阻会妨碍获得所要求的脉冲功率，所述脉冲功率对于以最有效的方式运行照相机是必要的。基于对此问题的可能原因所做的研究，据信镍表面上的氧化物的形成是接触电阻升高的至少一个主要原因。也可能涉及到目前尚未被充分了解的其它表面现象，尤其是与当脉冲功率需量增加时接触电阻所受的影响相关的表面现象。
已确定的是，当使用镍端触点时，即使端子108和106和对应装置(例如数字照相机端子)之间的接触力基本得到增加，接触电阻仍然可足够地升高以致显著地妨碍从本发明的电池获得所需水平的脉冲功率输出。触点108和106与对应装置端子之间的接触力可增加，例如通过增加装置端子上的弹簧载荷来增加。在某种程度上，装置端子的弹簧载荷的增加(例如，增加至介于约1.47N(150gf)和3.92N(400克力)之间的水平)有助于减轻此问题。然而已确定的是，甚至在此类高弹簧载荷下使用镍触点108和106也可导致足够高的接触电阻，以致妨碍一些数字照相机实现最有效的运行。另外，许多数字照相机的端触点只具有较低水平的弹簧载荷，例如，弹簧载荷介于约0.49N(50gf)和1.47N(150克力)之间。这是由于较高程度的弹簧载荷将要求在照相机电池室内具有较重的弹簧或较重的弹簧支承触点。此类较重的触点将占用电池室内的较大体积，因而将增加照相机的尺寸。因此，大多数数字照相机制造商会选择不将端触点的弹簧载荷增加至超过1.47N(150克力)许多。然而，使用介于约0.49N(50gf)和1.47N(150克力)之间的通常范围内的弹簧支承的照相机触点使此问题变得更严重：当使用镍触点108和106时，接触电阻可导致触点108和106的每个与数字照相机触点之间的接触电阻典型地上升至约30毫欧甚至更高。
已确定的是，此问题的解决方案为：简单地将镍触点108和106的暴露表面分别镀覆上金层108a和106b。与镍相比，金所具有的优点在于：它不在其表面生成可显著地增加接触电阻的任何显著的氧化物层。金也比纯镍具有低得多的电阻率。例如，金的电阻率为约2.19微欧厘米，而纯镍的电阻率为约6.84微欧厘米。使用用于本发明的电池100的镀金正负端子的优选的实施方案显示于(例如)图6、7C、7H、7I和7J中。如这些图所示，电池100的外壳具有沿所述外壳的长度延伸的、典型地平行的两个相对的扁平侧面。由这些图可观察到，本发明的电池可具有优选地由镍基底108b形成的负接触端子108，所述镍基底在其暴露表面上镀覆有金层108a。类似地，本发明的电池的正接触端子106优选地由镍基底106b形成，所述镍基底在其暴露表面上镀覆有金层106a。形成负端子的镍基底108b可典型地具有介于约0.025mm(1密耳)和0.25mm(10密耳)之间，优选地介于约0.10mm(4密耳)和0.13mm(5密耳)之间的厚度。形成正端子的镍基底106b可具有典型地介于约0.025mm(1密耳)和0.25mm(10密耳)之间，优选地约0.13mm(5密耳)的厚度。基底108b和106b优选地为至少约99％的镍。当接触端子108和106具有分别镀覆在镍基底108b和106b上的优选地具有介于约0.25微米和5微米之间的厚度的金层108a和106a时，可注意到与典型的照相机端子的电接触阻抗明显减小至比未镀覆金的相同端子108和106的接触电阻小至少介于约20百分比和90百分比之间，典型地小至少50百分比的平均水平。已确定这种接触电阻的减小适用于介于约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间，典型地介于约0.49N(50gf)和2.94N(300克力)之间的接触力的宽范围上，甚至当照相机端子也镀覆金时仍然如此。当触点108和106具有分别镀覆在镍基底108b和106b上的优选地具有介于约0.25微米和5微米之间的厚度的金层108a和106a时，可注意到，在介于约0.49N(50gf)和1.47N(150克力)之间的接触力的范围上，与照相机端子的电接触阻抗明显减小至比未镀覆金的相同端子108和106的接触电阻小至少介于约20百分比和90百分比之间，典型地小至少50百分比的平均水平。即使照相机端子也镀覆金，这种接触电阻的减小也适用。
虽然镍是用于端子108和106的优选的基底，但不旨在将本发明限于此类金属基底。其它基底108b和106b(例如，不锈钢或银)也可使用并可镀覆金，并且可期望接触电阻至少有一些减小。然而，与本发明的电池接触端子联合使用的优选的基底108b和106b为镍。应当理解，与基底108b和106b关联而使用的术语“镍”旨在延伸至镍的合金或在其中镍包含至少基本比例的基底组成的金属。因此与基底108b和106b关联而使用的术语镍不旨在限于纯镍。
金层108a和106a可通过以下方法施加到金属基底108b和106b(典型地为镍质的)上：如本领域通常所做的那样通过使用氰化钾金或其对等物的电解槽的常规电镀法，所述方法被参考于(例如)Lawrence J.Durney的Electroplating Engineering Handbook 1984年第四版，第226至241页。金也可通过溅射施加到金属基底(例如镍基底)的表面上，所述溅射为某种形式的等离子或蒸汽沉积。当金通过溅射施加时，金层的厚度典型地介于约0.03微米和0.3微米之间，但也可稍微地更大一些。溅射具有这样的优点：可将很小厚度的金施加到金属基底上。然而它也具有缺点：它难于在大批量生产的情形中有效地使用，并且如果需要更大厚度的金，它也变得难于使用。因此已确定的是，在本发明的一次锂电池的情形中，最理想的是通过电解将金镀层施加到金属基底108b和106b上至介于约0.25微米和5微米之间的镀覆厚度或甚至更大的厚度。已确定的是，可使用较低的金镀覆厚度(例如，在介于约0.25微米和1微米之间的范围内)，而无损于获得所需的电池接触端子108和106与对应装置端子(例如数字照相机端子)之间的接触电阻的减小。因此，可使用在介于约0.25微米和1微米之间的范围内的此类较低的金镀覆厚度以减小镀覆成本。当电池旨在用来为电子装置(例如数字照相机等)供电时，将镍基底108b和106b镀覆上金以形成电池100的端触点108和106(图6)是特别理想的；所述电子装置具有介于约2瓦特和6瓦特之间的平均脉冲或间歇功率需量，其中峰值需量介于约4瓦特和6瓦特之间。
金镀层108a和106a可优选地依照ASTM标准B488-01所阐明的规格施加到镍基底108b和106b上。理想的是，金镀层具有在电池的处理和使用过程中使其不易留有压痕的足够高的表面硬度。这种压痕有损于接触端子的总体美感外观，并且也可导致与未镀覆的镍相比小于期望值的接触导电性的改善。
镀金方法可按常规依照ASTM规格B488的部分4.2.3作调整。理想的是，调整在金属基底108b和106b上的镀金以获得介于约130HK25和200HK25之间的努普显微硬度(也称为努普显微压痕)，所述硬度使用介于约0.25微米和5微米之间的金镀层厚度在25克的负载(HK25)下测量。(ASTM B488中所提到的努普硬度测试实际上是由国家标准局于1939年首次开发的显微压痕测试。此测试首先涉及金相抛光表面，所述表面的硬度旨在通过向表面上施加显微压痕而测量。将其自身为斜方底面锥形钻石的、产生细长的菱形压痕的表面硬度计应用到抛光的测试表面上。努普测试通常可通过向硬度计施加介于约10g至1000g之间的力而进行。)已确定的是，分别位于镍基底108b和106b上的厚度介于约0.25微米和5微米之间，优选地介于约0.25微米和1微米之间的金镀层108a和106a如果具有介于约130HK25和200HK25之间的努普显微硬度，则将会足够地硬以致它在本发明的电池的正常处理和使用期间不易留下压痕。以下实施例说明当使用本发明的一次锂电池中的镀金镍触点时与未镀覆的镍触点相比可达到的接触电阻的减小。
实施例1
制作对比测试以测量具有约0.127mm(0.005英寸)厚度的未镀覆的镍触点和与其压紧的镀金镍触点(数字照相机触点)之间的接触电阻。表面对表面的接触面积为约0.25mm2。
镀金数字照相机触点代表典型地用于数字照相机内的弹簧支承的触点。未镀覆的镍触点代表通常用于常规一次锂电池的触点。未镀覆的镍触点和数字照相机触点之间的接触力在约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间变化。未镀覆的镍触点和镀金数字照相机触点之间的电阻通过在两触点之间施加约1毫安的脉冲电流并在施加在此范围内的若干接触力时测量。0.49N(50克力)时的未镀覆的镍触点和镀金数字照相机触点之间的电阻为约20毫欧，而3.92N(400克力)时的电阻为约5毫欧。在介于约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间的范围上的平均接触电阻为约10毫欧。介于0.49N(50gf)和1.96N(200克力)之间的平均接触电阻为约14毫欧。
然后进行相同的测试，不同的是镍触点被电镀上具有约0.25微米厚度的金层。施加到镀金镍触点上使其压紧镀金数字照相机触点的接触力在约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间变化。镀金镍触点和与其压紧的镀金数字照相机触点之间的电阻在施加在此范围内的若干接触力时测量。0.49N(50克力)时的电阻为约4毫欧，而3.92N(400克力)时的电阻为约1毫欧。在介于约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间的范围上的平均电阻为约2.5毫欧。在介于约0.49N(50gf)和1.96N(200克力)之间的范围上的平均电阻为约2.8毫欧。
因此，在介于约0.49N(50gf)和3.92N(400克力)之间的接触力的范围内，使用镀金镍触点时的平均接触电阻比使用未镀覆的镍触点时的平均接触电阻小大约75％的百分比。在介于约0.49N(50gf)和1.96N(200克力)之间的接触力的范围内，使用镀金镍触点时的平均接触电阻比使用未镀覆的镍触点时的平均接触电阻小大约80％的百分比。
在优选的实施方案中，可应用具有镀金触点108和106的电池100以向通常使用锂离子可充电电池的Hewlett Packard HP R 707或Samsung SS UCA-3数字照相机供电。这些照相机已被设计用以适应棱柱或扁平形状的本发明的一次电池，即，允许将锂离子可充电电池置换为本发明的电池100。虽然电池100上的负触点108的位置处在与可充电电池中的负触点相同的位置，但当电池如图6所示时，电池100中的正触点106定位在可充电电池的正触点通常所在位置的右边。理想的是，正触点106通过空间与负触点108隔开，所述空间为至少约1.5倍的触点空间，例如，至少约2倍的触点空间，典型地至少约2.5倍的触点空间。带有源自本发明的申请人的使用说明的这种照相机可设计而具有两个正端子：一个用来匹配可充电的锂离子可充电电池的位置，另一个用来匹配本发明的电池的正触点106的位置。因此通常用来给此类照相机供电的可充电锂离子电池可置换为具有相同总体尺寸和形状但带有移位的正触点106的一次锂电池。带有移位的正触点106的电池设计的优点在于：即使本发明的电池100具有与锂离子电池相同的尺寸和总体形状，本发明的电池100也不会与常规再充电器的端子产生电连接，所述再充电器通常用来充电锂离子电池。这是由于本发明的电池100上的正触点106已被移位，因而不会与再充电器上的对应正端子产生电接触。
图5显示包含在电池100内的单元电池149。单元电池149包括阳极150、阴极154、隔板158和电解质162。
单元电池149中的阳极活性材料可为例如锂或包含锂的材料(例如，包含锂和铝、钙、钠和/或镁的合金)。
阴极活性材料可为(例如)金属氧化物例如二氧化锰(MnO2)。在一些情况下，阴极活性材料可为电解二氧化锰(EMD)。其它阴极活性材料描述于(例如)以下专利中：共同未决且普通转让的美国公布专利申请US 2003/0124421 A1，其公布于2003年7月3日，并且题为“Non-Aqueous Electrochemical Cells”，该文献全文引入本文以供参考。
阴极可包括其它组件，例如粘合剂(例如，PTFE)和/或导电材料(例如，碳)。粘合剂描述于(例如)以下专利中：共同未决且普通转让的美国专利申请10/290,832，其提交于2002年11月8日，并且题为“Flexible Cathodes”，该文献全文引入本文以供参考。
隔板158可由非水电化学电池中所用的任何标准隔板材料形成。例如，隔板可由聚丙烯(例如，非织造聚丙烯或微孔聚丙烯)、聚乙烯和/或聚砜形成。隔板进一步描述于(例如)美国专利5,176,968中，所述专利据此全文引入以供参考。
电解质162可呈液体、固体或凝胶(聚合物)形式。电解质可包含有机溶剂(例如，碳酸亚丙酯)或无机溶剂(例如，SO2、SOCl2)。在一些实施方案中，电解质可包括一种添加剂或数种添加剂。例如，电解质可包含锂盐例如三氟甲基磺酸锂(LiTFS)或三氟甲基磺酸亚胺锂(LiTFSI)、或它们的组合。可被包括的附加锂盐开列于美国专利5,595,841中，所述专利据此全文引入以供参考。电解质描述于先前引入的美国公布专利申请US 2003/0124421 A1中。
参见图6和图7A，电池100优选地包括具有连接到引线182和184的正温度系数电阻器(PTC)180的组合件179。引线182用作负触点108，而焊接到电池外壳102上的引线184用作导体。如果(例如)使用者短路电池100，PTC 180可防止电池100过热。PTC 180为热敏电阻器。当电池100的温度增加时，PTC 180稍微增加对电池100内的电流的阻抗。如果在电池100中达到预定温度，则PTC 180基本增加其对电流的阻抗，因而有效地切断电池100内的电流，从而防止电池100过热。短路源被移除之后，PTC 180恢复电池100内的标准水平的电阻。
图7B至7I显示在电池100的制造期间如何将组合件179并入电池100中。在图7B中，引线182被弯曲成大约90度角，而在图7C中，组合件179被并入分隔器186中。现在参见图7D(其中组合件179相对于其在图7C中的位置旋转了大约180度)，引线182随后在箭头A所示的方向上向下折叠。图7E显示此点处的组合件179的相对侧。在图7F中，组合件179随后在箭头B所示的方向上安装到外壳102上(例如，通过胶粘)，从而产生图7G所示的电池190。此后，现在参见图7H(其中电池190相对于其在图7G中的位置旋转了大约180度)，正触点106在箭头C所示的方向上连接(例如，焊接)到电池190上。接着，如图7I所示，正触点106向下折叠(并且PTC 180焊接到外壳102上)。参见图7J，分隔器外套194随后在箭头D所示的方向上放置到电池190上。
虽然图3和图4显示了一次电池上的触点的一种排列，但不同的排列是可能的。例如，现在参见图8，具有与电池A和电池100相同的一般形状和尺寸的电池200包括具有邻近正电触点206的负电触点204的表面202。表面202也包括两个凹口，208和210。如同图3和图4的电池100的情形一样，如果一次电池200被无意地放置进用于电池A的充电器中，电池200将不会被再充电，因为其电触点的至少一个将不能接触充电器中的对应触点。
在一些实施方案中，并且如上文关于电池D、E、F和G所述，该一次电池可对应于二次电池，所述二次电池包括四个电触点：正触点、负触点、热敏电阻器和电阻器。
尽管上文已描述了一次锂电池，其它类型的电池化学性质也可使用。举例来讲，该一次电池可为碱性电池。包括合适的阳极材料和阴极材料的碱性电池描述于(例如)以下专利中：共同未决且普通转让的美国专利申请09/658,042，其提交于2000年9月7日，并且题为“Battery Cathode”；和美国公布专利申请US 2002/0172867 A1，其公布于2002年11月21日，并且题为“Battery Cathode”，所述两专利均全文引入本文以供参考。碱性电池也描述于美国专利6,509,117中，所述专利据此全文引入以供参考。在一些情况下，该一次电池为锌-空气电池。锌-空气电池描述于(例如)David Linden的Handbookof Batteries(McGraw-Hill，第2版，1995年)中。
尽管已用具体实施方案描述了本发明，但应当理解的是，在不背离本发明概念的情况下其它实施方案也是可能的，并因此也在权利要求及其等价内容的范围内。

Claims (31)

1.一种包括外壳的一次电池，所述外壳具有：沿所述外壳的长度延伸的至少一个基本扁平的侧面、包括锂的阳极、负触点和正触点，其中每个所述正负触点均包括金属基底，所述基底的面朝外部环境的表面上镀覆有至少一层金。
2.如权利要求1所述的电池，其中所述电池具有沿所述外壳的长度延伸的一对相对的基本扁平的侧面。
3.如权利要求1所述的电池，其中每个所述金属基底均包含镍。
4.如权利要求1所述的电池，其中所述金属基底具有介于约0.0254mm(1密耳)和0.254mm(10密耳)之间的厚度。
5.如权利要求1所述的电池，其中所述金被镀覆到所述金属基底的表面上，以使每个所述正负触点均具有暴露于外部环境的金面。
6.如权利要求5所述的电池，其中所述金属基底的表面上的所述镀金具有介于约0.1微米和5微米之间的厚度。
7.如权利要求5所述的电池，其中所述金属基底的表面上的所述镀金具有介于约0.25微米和5微米之间的厚度。
8.如权利要求6所述的电池，其中形成每个所述正负触点的表面的所述镀金具有介于约130HK25和200HK25之间的努普硬度。
9.如权利要求7所述的电池，其中形成每个所述正负触点的表面的所述镀金具有介于约130HK25和200HK25之间的努普硬度。
10.如权利要求1所述的电池，所述电池还包括含有二氧化锰的阴极。
11.如权利要求10所述的电池，其中所述阳极和阴极每个均呈其间带有隔板材料的螺旋形卷曲的薄片形式。
12.如权利要求1所述的电池，其中所述外壳具有介于约2mm和15mm之间的厚度、介于约10mm和50mm之间的宽度以及介于约20mm和60mm之间的长度。
13.如权利要求12所述的电池，其中所述电池不包括在所述电池外壳上具有独立触点的热敏电阻器。
14.如权利要求1所述的电池，其中所述正负触点由尺寸上至少与触点空间约相等的空间隔开。
15.如权利要求1所述的电池，其中所述正负触点由至少约1.5倍于触点空间尺寸的空间隔开。
16.如权利要求1所述的电池，其中所述正负触点由至少约两倍于触点空间尺寸的空间隔开。
17.如权利要求1所述的电池，其中所述正负触点由至少约2.5倍于触点空间尺寸的空间隔开。
18.一种包括外壳的一次电池，所述外壳具有沿所述外壳的长度延伸的至少一个基本扁平的侧面，所述外壳具有：介于约2mm和15mm之间的厚度、介于约10mm和约50mm之间的宽度以及介于约20mm和60mm之间的长度、包含锂的阳极、负电触点和正电触点，其中每个所述正负触点均包括金属基底，所述基底的面朝外部环境的表面上镀覆有至少一层金。
19.如权利要求18所述的电池，其中所述电池具有沿所述外壳的长度延伸的一对相对的基本扁平的侧面。
20.如权利要求18所述的电池，其中每个所述金属基底均包含镍。
21.如权利要求18所述的电池，其中所述金属基底具有介于约0.0254mm(1密耳)和0.254mm(10密耳)之间的厚度。
22.如权利要求18所述的电池，其中所述金被镀覆到所述金属基底的表面上，以使每个所述正负触点均具有暴露于外部环境的金面。
23.如权利要求22所述的电池，其中所述金属基底的表面上的所述镀金具有介于约0.1微米和5微米之间的厚度。
24.如权利要求22所述的电池，其中所述金属基底的表面上的所述镀金具有介于约0.25微米和5微米之间的厚度。
25.如权利要求23所述的电池，其中形成每个所述正负触点的表面的所述镀金具有介于约130HK25和200HK25之间的努普硬度。
26.如权利要求24所述的电池，其中形成每个所述正负触点的表面的所述镀金具有介于约130HK25和200HK25之间的努普硬度。
27.如权利要求18所述的电池，其中所述正负触点由至少约1.5倍于触点空间尺寸的空间隔开。
28.如权利要求18所述的电池，其中所述正负触点由至少约两倍于触点空间尺寸的空间隔开。
29.如权利要求18所述的电池，其中所述正负触点由至少约2.5倍于触点空间尺寸的空间隔开。
30.如权利要求18所述的电池，所述电池还包括含有二氧化锰的阴极。
31.如权利要求30所述的电池，其中所述阳极和阴极每个均呈其间带有隔板材料的螺旋形卷曲的薄片形式。
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