CN1265198A - 热色电池检测器 - Google Patents

Abstract

一种电化学电池状态检测器(1),包含一个与电池两极可以接通或断开的电阻元件(18),和与电阻元件有热连接的可视热敏元件(24),当电流通过电阻元件时,所产生的热量激发热敏元件。这种检测器对每个电极至少有两个开关(65a,65b),每个开关与电阻元件的不同总电阻导率相关,因而可测试电池在高、低放电速率装置中的适用性。如加入一种电阻随环境温度改变的可变电阻率元件,则检测器可在一定的温度范围内给出不变的检测结果。

Description

热色电池检测器

本发明总的来说与电池检测器有关，更确切一些，是与装在标签上的热色电池检测器有关。

电池在使用前往往要贮存一段时间，例如零售商将电池卖出去之前的一段时间。消费者购买电池后一般也要放置一段时间才会使用。如果放的时间很长，电池可能自行放电。因此希望利用电池检测器来确定电池是否还有足够的电量以带动某个装置。

另外，还经常希望确定正在使用的电池还能用多久。用户仅仅因为记不起一个特定装置(如相机、磁带录音机等)内的电池用了多久而把“好”电池扔掉。同样，电池常常在不容易买到新的情况下达到无用或接近无用的放电状态。已经有一些单独的或可独立应用的电池检测器可以显示电池的剩下的电能。不过这类检测器容易放错地方，用起来麻烦。

也有一些装在固定于电池的标签内的电池检测器。热色电池检测器就是其中的一种。它一般包含一个选择性地与电池两极连接的导电元件。在一端或两端装有一个开关座，使用者一按开关就把导电元件连在电池两极之间。在导电元件上所产生的热量与它的电阻率及流过电池的电流有关。

电池所产生的电流大小是它剩下的容量的一个标志。热色检测器还包含一个热色层，它随着导电元件产生的热量不同而改变颜色或看得见的外部特征。热色层外部特征的变化可以显示电池的放电能力。例如，可以利用热色材料在不透明和透明两种状态的变化来显示放在热色层下面的标记，当它显示电池是“好的”，就说明电池的输出电流足够大。

电池的应用范围很广，要求的功率消耗速度变化很大。例如，用于照相机闪光灯的电池，其放电速度就比收音机，钟表和手电筒的电池高得多。对于这类高放电速率的应用，就要求电池的剩余容量较高以继续给装置供电。因而，一个对于这种高速率应用完全失效的电池，可能用在钟表式收音机内仍然是“好的”。因此，仅仅是对一种放电速率定标的电池检测器电流，并不能精确地反映在其它应用场合的相应放电能力。

举例说来，如果一个装在标签上的电池检测器是按用于高放电速率来定标的(即当电池容量不足以使闪光灯充电时显示该电池失效)，那么仍可用于低放电速率装置的电池，特别是那些仅仅供低放电速率装置使用的电池，就不一定要扔掉。另一方面，若电池检测器是对低放电装置定标的(即仅当电池容量不足以给收音机式钟表供电才显示该电池是真的不能用了)，那么当显示器告诉用户该电池仍是“好”的，而实际上并不能对高放电速率装置供电时，用户就可能感到迷惑。使用者可能认为这种电池检测器是很不准确的。

用于这类装在标签上的检测器中的热色材料能在预先设定的温度范围内改变颜色。新电池的开路电压较高且内阻较低，因而能比用过的电池产生更多的热量和更高的温升。如果电路电阻与热色油墨的转变温度，绝缘体的导热系数，以及电池的电气特性适当地匹配，只要电池是在检测器电路定标的温度下进行检测，则热色检测器就能给出电池状态的正确信息。

然而，如果检测器是在较冷的环境下使用，则导电元件必须产生较多的热量才能改变热色材料的颜色。同样，若检测器用在较高的环境温度下，导电元件要产生的热量就较少，甚至根本不需要产生热量，热色材料就能改变颜色。为此，这类热色检测器的制造商在电池标签上打上说明，告诉用户只能在规定的环境温度(例如室温)下进行检测。由于用户往往忽视这种说明，或者不可能或不方便将电池加温或冷却至规定的温度，使得到的放电能力读数不准确，导致用户将一个好电池废弃，或者错误地以为一个电放得差不多的电池仍然是“好的”。

因此，有必要生产一种装在标签上的热色电池检测器，它可以在任何环境温度下准确地显示电池是否还能用。

还需要有一种装在标签上的热色电池检测器，不管电池用在什么放电速率的装置中，它都能准确地显示电池的放电能力。

目前已意外地找到一种可靠的检测器，它采用一种电阻随环境温度改变的可变电阻元件，从而保证热色检测器得到的结果不会因环境温度不同而改变。另外，我们还意外地发现很容易制造一种多种定标的检测器，譬如说，只需简单地把检测器的电阻元件加长并沿其长度方向装上一些开关。

由此，本发明首先提供一种电化学电池检测器，它包含一个与电池两极可通断连接的电阻元件，以及与该元件有热接触的看得见的热敏装置，当电流流过电阻元件时所产生的热量激发该热敏装置。这种检测器的特征是电阻元件通过至少两个开关与电池的一端或两端接触，每个开关所对应的电阻元件的总电阻率各不相同。

电阻元件与电池两极的连接既可以是直接的，也可以通过一个或几个连接件。由于在电池制造中尽可能降低成本是很重要的，因此通常倾向于把电阻元件直接和两极连接。这很容易实现，只需将电阻元件印刻在一个合适的基底(例如标签或其中一部分)上，并提供一些区域，使标签能在那些地方产生变形，以便元件与电池接触。

虽然可以把电阻元件按我们的需要做得很复杂，但出于以上所说的原因，总是让电阻元件越简单越好，因此一般来说导电油墨(印剂)较合适。

同样，开关也可以用任何适当的方式制造，虽然通常都是将电阻元件以柔性的方式安装在一个基底(如标签)上，并通过一个绝缘体与其接触点分隔开来。对标签加压即可对绝缘体上的一个孔产生接触，然后当松开时标签就回弹或跳回来而使触点断开。需要的话，也可使检测器的一部分与各自的端点保持永久接触。

我们发现，只需在一个简单的检测器装上两个或两个以上的开关，就可以得到一个经过适当改型并定标的检测器。这种检测器包含一个条形电阻材料(如上面提到的油墨)，因而电阻条越长电阻就越大。当电阻条一端的开关离另一端的另一个开关比较远时，电阻也越大，同时加热电阻条所需的电池功率也越大。因而在一种简单的情形下，可能在电阻条一端装上两个开关，而在另一端再装一个开关，用来检测用于高放电速率装置的电池。虽然不是必须的，但人们还是希望有相关的电池上以某种方式标明每个开关的用途。

人们可能希望提供几组开关，每组与一给定的温度范围相关联，例如用于寒带的、温带的和热带的，按预计的温度采用相应的一组开关。

可供观察的热敏装置可以采用任何适当的材料或材料组合。最简单不过是采用热色油墨的形式，其颜色和(或)密度随温度而改变。但在本发明中有不限于此，例如，我们完全可以把一个简单的热敏电阻与热色油墨配合使用。这种结构的好处是它通常是与电阻元件并联运行的。

我们发现，在热色电池检测器中采用可变电阻特别有效。这样构成的电化学电池检测器包含一个与电池两极可通断连接的电阻元件，和与该元件有热连接的供观察的热敏装置，当电流流过电阻元件时，所产生的热量激发该热敏装置。这种检测器的特征是，至少有一个部分电阻元件的电阻值与环境温度有关。

也希望当电阻元件不完全是由可变电阻材料组成时，可变电阻器能与电阻元件的其它部分串联或并联。业内人士很容易灵活地运用各种可能的结构形式。不过一般倾向采用电阻随温度增加的材料，以使读数保持不变。

一般来说，本发明的电池检测器包含一个导热元件，在它的一端至少有两个开关板，用来选择性地将导热元件与电池的另一极相连接。揿下不同的开关板可使导热元件具有不同的电阻率，以此来改变检测器在不同放电速率下的定标。通常电池检测器还包含与每个开关板相关的放电速率定标标记，用以说明应该揿哪个开关板才与某相应放电速率下的定标对应。

本发明的检测器不仅给用户提供选择对打算使用的放电速率进行正确定标的能力，而且不管电池测试器用在什么环境温度下都能提供电池放电能力的准确指示。为此可将导热元件的至少一部分采用电阻率随环境温度改变的可变电阻率材料制造，以补偿环境温度的变化。

本发明可有多种优选实施方案。在一种优选实施例中，电池检测器包括：

一个导热元件，它产生与电池提供的电流相应的热量，该元件具有第一端和第二端两部分以及处于这两部分之间的中间部分，第一端部用来与电池的第一极相连，第二端部包含至少两个开关板以便有选择性地将第二端部与电池的第二极相连，当掀下不同的开关板时，导热元件将有不同的电阻率，以改变检测器在不同放电速率下的定标；

一个指示器，它装在靠近导热元件处，且具有随导热元件产生的热量而变化的可视特性；

与每个开关板相关的放电速率定标标记，用以说明应该揿哪个开关板才与某相应放电速率下的定标对应。

以后我们会明白，本发明的电池检测器结构最好是将导热元件、指示器和标记都能做在一个电池标签内。

一般希望本发明的电池检测器的导热元件至少有一部分是由可变电阻率材料制成，其电阻率随着环境温度而变化。可变电阻率材料的电阻率希望随着环境温度的升高而增加，最好是在电阻使用的温度范围内检测器能给出相似或者相近的结果。

虽然一般最好整个导热元件都用可变电阻率材料制造，但是内行人可以采用多种方式来构成本发明的检测器，而不限于象这儿说的那样整个元件都采用可变电阻率材料制成。例如，是一种优选实施例中，导热元件有一部分是用可变电阻率材料，而另一部分则用恒定电阻率材料。

指示器可以是任意材料，只要它有视觉响应，也可以与其它东西联合来提供视觉响应。但最好是采用热色材料，即颜色随着导热元件产生的热量而改变的那类材料。

下面会看到，本发明将提供一种包含本发明的检测器的电池标签。一种较好的标签包括：

一个标签基底；

一个装在标签基底上的导电元件，它与电池的两极相连，且其温度随着电池的放电量而改变，同时包含一种电阻率随环境温度而改变的材料；

一个装在导电元件上的指示器，它具有随导电元件温度而变化的视觉特性；

其中所述导电元件的一端装有第一和第二两个开关板，当揿下第一开关板时，导电元件与电池的一个端头相连，使其具有第一个电阻值，而揿下第二开关板时，导电元件与电池同一个端头相连，使其具有第二个电阻值，第一个电阻值定为在第一种放电速率下定标所需的，而第二个电阻值是为在第二种放电速率下定标所需的，而且比第一个电阻值要高。

本发明的标签和检测器最好有一个防护层，覆盖在标签基底，导电元件，和指示器上面。

本发明还提供一种在不同的电池放电速率下对装在标签上的电池检测器进行定标的方法，该电池检测器包含一个导电元件，用来连接电池的两端，靠近导电元件处有一个指示器，其可视外形随着导电元件的温度而变化，整个方法包括以下步骤：

在导电元件一端装上几个开关触点以便有选择地改变其电阻值，所选择的电阻值至少包含为在较高放电速率下对电池检测器进行定标的第一电阻值，和在较低放电速率下进行定标的第二电阻值；以及

在几个开关触点中选择并揿下与特定电池放电速率相应的一个。将会看到，这种方法适用于装有这种标签的电池的检测。

本发明还能推广用于装有本发明的检测器的电池。在一种优选实施例所提供的电池包括：

具有一个正电极和一个负电极的电化学电池；

粘贴在电化学电池外圆周表面上的标签基底；

装在标签基底上的一个导电元件，它与电化学电池的两极相连，且其温度随电化学电池的放电量而改变；

装在靠近导电元件处的一个指示器，其视觉特性随导电元件产生的热量而变化，在导电元件一端装有第一和第二两个开关板，当揿下第一开关板时，导电元件与电池的两极之一相连，使其具有第一个电阻值，而揿下第二开关板时，导电元件与相同的电池极相连，使其具有第二个电阻值，第一电阻值是为在第一放电速率下进行定标所需的，而第二电阻值是为在第二放电速率下进行定标所需的，且比第一电阻值要高。

现在我们参照附图对本发明作进一步的阐述，这些附图中：

图1是一个装有本发明的电池检测器标签的电池示意图，标签装在电池的外圆周上；

图2是沿图1的2-2平面剖开的电池检测器标签截面图；

图3是电池检测器标签一个分部件的立体分解图，在此称之为检测器部件；

图4是插入的检测器部件顶视图；

图5是插入的检测器部件底视图；打剖面线的部分表示一层粘合剂；

图6是电池检测器标签另一分部分的立体分解图，在此称之为底层；

图7是一个电池及电池检测器的剖面图；

图8是电池检测器标签的一个立体分解图；

图9是按本发明第二实施例的一种第一改型制成的导电电路顶视图；

图10是图9导电电路沿10-10平面的剖面图；

图11是按本发明第二实施例的一种第二改型制成的导电电路顶视图；

图12是沿图11导电电路中平面12-12剖开的截面图；

图13是按本发明第二实施例的第三种变型构成的导电电路顶视图；

图14是沿图13导电电路中平面14-14剖开的截面图；

图15是按本发明第二实施例的第四种变型构成的导电电路顶视图；

图16是沿图15导电电路中平面16-16剖开的截面图。

参照图1，这是一个电池和标签组件1，由电池外壳2，负电极4，和正电极6组成。外壳2可以与正电极相通。电池1可以包含一个或几个电化学电池，可以是原电池，也可以是付电池。绕在外壳2上并与之固定在一起的是一个标签10，它包含一个电池检测器部件15，即为本发明的主题。如图所示，检测器部件15包括开关64，65a和65b，它们控制检测器15，通过使标记23发光或产生其它某种能看得见的指示来显示电池的电荷状态。

如图2至5所示，检测器部件15通过由一个多层组件构成，包括基底层20，位于基底20第一面上的一个长形导电电路18，和涂于导电电路18和基底20第一面两部分上的压敏粘合剂16。图5中用剖面线表示的粘合剂16最好按所示型式加到导电层18上。当把检测器15放到底层30时会将印刷绝缘体44和开关板42，42a，42b(见图6和8)盖住的那部分区域不加粘合剂16。这种加粘合剂的型式可以阻止潮气浸入导电电路18的开关段60，61a和61b，而不会影响开关或下面要讨论的绝缘体的功能。

检测器部件15还包含一个或几个最好是装饰性油墨的图形片22，和一个指示器23，后者位于基底20的第二面上，与包含导电电路18的一面相对。检测器部件15还包含一层温度敏感(即热色)显示材料24，它沉积在基底20的第二面上，最好是沉积在图形片22和标记23上。建议在显示层24上沉积一透明的防护层(图中未示明)，也可以任意地沉积在图形片22和基底20第二层的其它裸露区域上。

在导电电路18中心显示区62的一面装上几个开关65a和65b，可以有选择性地改变处于电池两极间的导电电路18的电阻值。按图中所示的开关配置，揿下开关65a时的电阻比揿下65b时要低。

最好在电池检测器15最外层印上与每个开关65a和65b相关的标记90a和90b，以便指明用于高放电速率式低放电速率时应该揿哪个开关。由于电池用于高放电速率时要求其容量较大才能认为是“好的”，故导电电路18的电阻必须比用于低放电速率时大才能正确定标。因此，在图示的例子中，开关65a将用于收音机一类的低放电速率装置，而开关65b将用于闪光灯一类高放电速率装置。

下面要详细谈到，通过增加一点导电油墨并在电池标签上再冲一个孔作接触用，可以提供第二个开关。因此，不花多少钱就能提供对不同的放电速率进行两种单独定标的附加特性。

在本发明的一个实施例中，作为发热元件的导电电路18是用电阻率随温度变化的材料按图3，5和8所示的型样印刷的。这种导电材料的电阻最好为正温度系数(PTC)，以便导电电路18的电阻随着检测器使用的环境温度而增加。也可以采用热敏型固体材料。

给定各图所示类型的导电电路18的典型使用尺寸后，对于10℃-40℃(50°F-104°F)的温度范围，希望导电电路18的电阻可变化25倍。虽然通常用来印刷这种导电电路的银质导电油墨不具备这种特性，但有一些碳基的合成物可用于此目的。这类含碳合成物的例子包括乙烯-乙丙烯酸盐共聚物；聚烯烃和聚烯烃-链烷烃混合物，例如聚乙烯；聚乙烯氧化物；和尼龙66。完全用单一可变电阻材料制成导电电路18的好处是，只用一个印刷板就能把导电电路18生产出来。

在本发明的第二个实施例中，导电电路18的一部分采用固定电阻率的材料，而另一部分采用可变电阻率的材料制成。由可变电阻率材料制成的那部分导电电路18与它的其它部分的电连接可以是串联的，也可以是并联的，下面会谈到。用来制造固定电阻率那部分的材料优选采用银质油墨，而用来制造可变电阻率的部分最好是上述碳基合成物。

图9至12所示为本发明第二实施例的一种导电电路，其中可变电阻部分与固定电阻部分为串联连接。如图9和10所示，这种导电电路18可以把固定电阻部分印刷在与上面讨论过的第一个实施例基本相同的型样而形成，只不过采用的是电阻率不变的导电油墨，并在涂层内留有一个缝隙82以便将开关段60，61a和61b电隔离。然后，将一层由可变电阻率材料构成的涂层80跨过缝隙82的两边印制，与靠近缝隙82的第一种印刷材料在边缘84和86处相接触。

图11和12表示第二实施例中导电电路18串联连接的另一种方法和结构。这时固定电阻率材料的接触部分84和86搭接在夹于其间的可变电阻率材料层80上。用一层可变电阻率材料80与导电电路18其余部分相串联后，开关段60，61a和61b之间的总电阻就等于多段60，61a，61b和材料层80电阻的总和。因而，若环境温度升高，则层80的电阻和导电电路18的总电阻随之增大。电阻的这种增大将减小流过导电电路18中心部分62的电流，从而使处在热色层24下面的中心部分62产生的热量减小。

图13至16表示本发明第二实施例中的并联连接方法。为将可变电阻率材料的一层80与固定电阻率部分并联，可在印刷后者时从垂直于开关段60，61a和61b轴线的方向伸出第一和第二两条腿88和89，并在其间留有一个间隙82。然后将可变电阻率材料层80以跨间隙82的方式印刷，这样80就与88和89两条腿相串联，而且至少与导电电路18固定电阻率材料的一部分相并联。图15和16表示另一种结构，这时两条腿88和89彼此与夹于其间的可变电阻率材料层80相搭接。象第一实施例中串联变型方式一样，这种并联变型方式有效地增大了当环境温度升高时导电电路18的电阻。

我们建议按下面的方法来制造如图2-5和8所示的检测器部件15。基底20采用塑料膜。虽然图3说基底20是透明的，但它也可以用包括不透明或半透明的许多其它种材料来制造。导电电路18是沉积在基底18的一面上。具有上面讨论过的特性的导电电路18，最好是沉积成由两个端部区域和一个中间区域62组成的形状，中间区域的温度随着流过电流的增加升高。至少在导电电路18和(或)基底20的一面的一部分涂上压敏粘合剂16。前面已经谈过，在导电电路18的某些特定区域应保持裸露而不涂压敏粘合剂16；这些特定区域是开关段60，61a和61b以及可控电阻率区域62。为便于检测器部件15的处理和(或)贮存，在原先已涂上压敏粘合剂16的表面上加上一层硅有机化合物涂层的隔离层，例如硅有机化合物涂层纸或塑料膜(图中未示)。

在与设置导电电路18的一面相对的基底20的一面印上图案和(或)其它标签彩制造颜料的装饰油墨层22和标记23。最好是将标记直接安置在处于基底20另一面的导电电路18的可控电阻率区62上。建议印上一些附加的图案以标明开关区64，65a和65b。需要的话，可进行一次或多次固化处理以便图案或颜料层固化或部分固化。

在有图案和(或)标签颜料的基底20的一面，涂上一种热色油墨或其它显示材料24，它是直接涂在导电电路18的可控电阻率区62上，最好在标记23上面。然后将一种透明防护层，如清漆薄膜加到显示器材料上，需要的话也可加到基底20这一面的其余部分，以防在以后的加工和贮存中损伤这些区域。前述多涂层或元件的厚度最好在0.00005英寸(0.0013mm)至0.005英寸(0.13mm)之间。需要的话，可将检测器部件切成适当的尺寸。

优选实施例标签10的第二个部分件是一个基部薄托片30。为图2和6所示，托片30是一个薄片或层状结构，包括一个基底34，它的一面有一层压敏粘合剂32，用以与一个电池相接触，另一面具有如下的一层或多层：金属化层36；底层和(或)装饰层38；电绝缘层40；及热绝缘层44。还有贴近于热绝缘层的一个或几个开关扳动垫板42，下面要详细讲到。

建议按下面的步骤来制造薄托片30。用塑料膜作托片的基底34。压敏粘合剂材料32涂在基底34以后将面对并接触电池壳体2的面上。将一层硅有机物隔离层加到压敏粘合剂上，以方便处理和其它工序操作。在托片基底34的另一面涂上一层或几层图案或标签颜料(例如通过印刷的方法)。金属化层36最好用来提供一个装饰性的反射层。如果涂上了金属化层，则在大多数情况下，需要将一种易于接受其它涂层的涂层或者底层38，涂在金属化层36上将要涂以其它装饰层的那些区域。底漆层38本身也可以是一个装饰层。还希望在金属化层36和(或)底层38上涂一层电绝缘层40以防止电接触，即防止在装配标签10的过程中检测器部件15的层36和导电电路18之间发生短路。

热绝缘件44被安置在托片基底34上处于检测器部件15的显示器材料24和导电电路18的最大电阻部件两者之下的一个区域。这个热绝缘体减少了从导电电路18的可控电阻率区62向电池的热传导。倘若这种热传导得不到控制，而且电池被用作一个散热器，则在显示器材料24上的温度变化可能不足以精确地表示电池的电荷状态。

如图所示，热绝缘体44最好有很多小孔46c，它们在装配成优选标签10的片状结构时提供许多空气穴，进一步将导电电路18与电池热隔离。也可以将一种适当的隔离材料做在薄托片30上，以形成一个较大的空气隙或真空室作绝缘室之用。最好采用如美国专利US-A-5,389,458中图1所示的那种方式，将绝缘图案以一系列‘岛’的形式印在薄片30上。

还分别围绕开关孔46a和46b制作了开关扳动垫板42a和42b。这些抬高的垫板使导电电路18的开关段61a和61b与电池壳体2之间形成间隙，从而大大降低了开关发生意外闭合的可能性。建议涂上成印上绝缘油墨或其它合适的材料来形成抬高的开关扳动垫板42a和42b。在靠近开关孔47处可以做一个第二开关垫板42，如图6和8所示。不过并未发现这个垫板对检测器的正常工作有什么影响。

在所有上述操作中，当涂上或印上前述任一涂层，特别是装饰油墨时，可以采取一次或几次固化步骤。上述每个涂层或元件的厚度建议在0.00005英寸(0.0013mm)至0.005英寸(0.13mm)之间。

建议在印好热绝缘体44和开关扳动垫板42，42a和42b后再在薄托片30上打开关孔46a，46b和47。这些孔最好用适当的冲加工形成。为使对准良好，先将要成为开关垫板42a和42b的部分印成实心圆片，然后在其中心冲出小孔46a和46b。在薄托片30上形成的开关孔应使得当把前述插入式检测器部件15与薄托片30连在一起时，开关孔46a，46b和47就直接处在导电电路18远端的开关段60和61下面。最好把相对于负开关键64的开关孔做成凹槽形47，而把相对于正开关段65a和65b的开关做成圆形46a和46b。

电池检测器标签上所用的开关最好是薄膜开关，以使导电电路18的开关段60，61a或61b正好在薄托片30中的孔46a，46b和47上面。薄托片30中的孔46a，46b和47使在薄托片30另一侧的导电电路18和电池一极端或外壳2相接触。在开关段上施以一个力，例如将指头或大姆指压在开关段64，65a或65b上，开关段的一部分就被压入或凹向薄托片30的开孔中，与电池极端或壳体2相接触。压力撤除后，开关段的该部分就从电池极端或壳体2弹回，从而脱开与电池的电接触。这种结构叫做“可开关式连接”。

本发明的电池检测器标签的一个显著优点是，没有与检测器发生电连接或断开的导电层或元件，也就是说，只有导电电路18与电池发生电连接或断开。这对于大量和高定额生产电池检测器标签显得特别有利。这儿之所以不需要导电开关元件部分是由于具有一个设置在很靠近电池电极(如负极4)的第一开关64。因而就不需要有另外的导电元件来将电路18的一端与电池负极相连接。我们强烈推荐将标签10的圆周面弯折或收缩套在电池的负极端，如图1所示。

可以把检测器部件15按如下步骤与薄托片30相连，这从图8看得最清楚。将检测器部件15放到薄托片30上或与它靠近，使得导电电路18的开关段60，61a和61b分别位于开关孔46a，46b和47的上面。调整检测器部件15的方位使得压敏粘合剂16这一层(这时如原来已经加上隔离层要去掉)面向薄托片30。只要对检测器部件15和薄托片30施以足够的压力，它们就将通过粘合剂彼此牢固地粘在一起。这样就制成了本发明的优选电池检测器标签10。愿意的话，也可以如图2所示的那样在制成的检测器部件向外的一面涂上一层透明粘合剂52，并在涂层上加上一层聚氯乙烯或聚酯透明膜54，从而使整个部件固化。在检测器标签上加粘合剂52和膜54能保护检测器部件及其附属元件。最好是，在将检测器标签装到电池上去之前，就把粘合剂52和薄膜54形成的透明防护层涂在电池检测器标签上。

做好的电池检测器标签10要冲切成要求的电池尺寸。除去修切下来的多余标签后，在原先加到薄托片30的基底34上的隔离垫上，就留下许多单个的检测器标签。我们可以把整个垫的标签一起切成许多条并绕成一卷后贮存起来，待以后用到电池上去。

用作薄托片基底34或检测器部件基底20的基底层，可以用任何适当的绝缘聚合物材料来制造。我们建议采用装到电池上的会收缩的绝缘聚合物材料。一般可用聚乙烯树脂，聚烯烃树脂，聚酯树脂等。具体的例子聚氯乙烯，聚乙烯和聚丙烯。我们预料，除了塑料，如纸或其它含纤维素的材料外，还可以用其它绝缘材料来做基底20。基底层的厚度并不特别严格，但我们建议在0.0005至0.005英寸(0.0013-0.13mm)的范围，最好是0.001至0.003英寸(0.025-0.076mm)。

上述插入式检测器部件15中的显示器层24由一种指示电池容量的热敏材料构成。希望热敏材料的颜色随着温度的变化而改变，且用户容易看到这种变化。因此，用户可以根据颜色的变化来确定电池是否良好或需要更换。这种热敏材料的实例如液晶材料和热色油墨。胆甾醇类液晶可作为合适的液晶材料的例子，例如胆甾醇油酸，胆甾醇氯化物，胆甾醇辛酸酯等。显示器材料可从有色变成无色，从无色变有色，或从一种颜色变成另一种颜色。也可以采用三色材料。图1至8所示的优选的检测器10所用的显示材料，当位于显示器材料24下面的显示标记23受到激发时，从有色变成无色。

显示材料(如热色油墨)可以单用一种，也可几种一块用。例如在一种实施例中，采用了几种不同的显示材料层。各层受激发的温度或状态都不同，且可设计成在不同的温度改变不同的颜色。比方说，受高温激发的显示材料层最好用底层，即最靠近电池那一层，外面各层则按激发温度递减的顺序排列，最低激发温度材料排在最外面，这样就容易从电池外面观察。

导电电路18的开关段60，61a和61b中任何一个或者全部能与电池各极脱离接触，使检测器电路开路。在本发明的一种实施例中，一个开关段端部与电池一极永久地电连接，而另一端部则处于不与电池另一极接触的位置。如强制让开关段的一端与电池另一极接触，开关就闭合，检测器电路就可用来检测电池在选定的放电速率下的状态。最佳的实施方案是采用一个双开关检测器，如附图中所示。

用于本发明的标签还可包含另外一些电和热绝缘层，印刷层，防护层等等。适合用作各不同层的材料就是一般用在电池标签中的那些材料，如增塑或不增塑聚氯乙烯(UPVC)聚酯，金属膜，纸等。可以把检测器标签卷成筒形套在电池上。

建议按下面的步骤将本发明的检测器标签装到电池上。将下侧涂有压敏粘合剂16的事先已装配好的检测器部件15与事先制成的薄托片30(它处在一个可去掉的隔离层上)对准，使得插入式检测器部件15的导电电路18处在与薄托片30的热绝缘体44接触的位置。一加上足够的压力，各层位置就被固定并通过涂在检测器部件15配合面上的压敏粘合剂16彼此连在一起。然后去掉薄托片30的隔离层露出标签10内面的粘合剂32，并使薄托片30的内面与电池外壳2接触，就把制成的电池检测器标签10装到电池外壳的外圆周上。图7表示电池和标签组件1的典型剖面图(不按比例)。也可以不采用事先装配好的检测器部件和(或)薄托片部件而生产本发明的检测器标签。在另一种实施例中，电池和检测器标签组件是通过象前面说过的将检测器部件15和薄托片30联在一起而制成的。然后将已制成的标签以卷筒的形式贮存在一个可去掉的隔离层上待用。

本发明也可用于生产多个检测器标签组件。也就是说，我们可以将多个检测器部件15与几种底层元件(如热绝缘体，开关板动垫板，和开关孔区域)对准并把成对，装在一个公用的底层上，以形成多个电池检测器标签10。然后可将这样制成的一套多标签组件贮存起来备用，或将它们分成较小的多标签组件块，或者分成单个的电池检测器标签。

内行人能明白，可以采用多个开关65a和65b来进行二重定标，而不必采用任何电阻率可变的材料来做导电电路18。内行人还会认识到，采用二个以上开关65a和65b可以对各种中间放电速率进行定标。

虽然上面我们说的是把本发明的检测器电路做在电池标签内，但业内人士能明白，也可以把检测器电路做在电池盒上，或单独的检测器条上，或电池合的包装箱上，或者使用电池的装置上。

Claims (11)

1.一种电化学电池的状态检测器，包括一个与电池电极可开合地接触的电阻元件，一个可视的热敏元件，它与电阻元件的热连接使得电流流过电阻元件时产生的热量对热敏元件进行激发，其特征在于，电阻通过至少两个开关可与至少一极端接触，其中的每个开关分别与电阻元件的不同总电阻率相连。

2.按权利要求1的检测器，其特征在于有放电速率定标标记与每个开关相关联，以标明用来对一种相对的电池放电速率进行合适定标的开关。

3.按权利要求1或2的检测器，其特征在于至少一部分发热元件是由电阻率可变的材料构成的，其电阻值与环境温度有关。

4.按权利要求3的检测器，其特征在于可变电阻率材料的电阻率随着环境温度的升高而增加。

5.按权利要求3或4的检测器，其特征在于几乎整个电阻元件是由可变电阻率材料制成的。

6.按上述任一项权利要求的检测器，其特征在于电阻元件具有由可变电阻率材料制成的第一部分和由恒定电阻率材料制成的第二部分。

7.按上述任一项权利要求的检测器，其特征在于可视元件包括一种热色材料，它的颜色随着电阻元件产生的热量而变化。

8.按上述任一项权利要求的检测器，其特征在于它用来装入一个电池标签中。

9.一个包括按上述任一项权利要求制成的检测器的电池标签。

10.按权利要求9的标签，其特征在于还有一个防护层，涂在电阻元件和可视元件上面。

11.一个具有按上述任一项权利要求制造的标签或检测器的电池。

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