CZ286104B6 - Baterie se zkoušecím prostředkem stavu upraveným vcelku s baterií - Google Patents

Abstract

Elektrochemický článek (10) obsahuje těsně uzavřené válcové pouzdro (400), jehož vnější povrch tvoří první vnější kontaktní člen (20) článku, a dále druhý vnější kontaktní člen (22), přičemž kontaktní členy jsou připojené k elektrickým pólům uvnitř článku, a spínatelný indikátor (12) stavu článku. Indikátor (12) je opatřen pružným kontaktem (16), spojeným s odpovídajícím pólem indikátoru (12), umístěným v odstupu od protilehlé kontaktní plochy na tělese, elektricky spojeném s jedním z uvedených vnějších kontaktních členů (20, 22). Uvedený pružný kontakt (16) je po stlačení ve spínacím spojení s touto protilehlou kontaktní plochou, zatímco v uvolněném stavu je rozpojen. Celé válcové pouzdro (400) je elektricky a mechanicky chráněno na jeho válcovém obvodu krycím etiketovým dílem (24).ŕ

Description

Elektrochemický článek

Oblast techniky

Vynález se týká elektrochemického článku, obsahujícího těsně uzavřené válcové pouzdro, jehož vnější povrch tvoří první vnější kontaktní člen článku, a dále druhý vnější kontaktní člen, které jsou připojené k elektrickým pólům uvnitř článku, a spínatelný indikátor stavu článku.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé elektrické primární články, zahrnující prostředky pro vizuální indikaci stavu náboje článku. Například je indikační zařízení, popsáno v patentovém spisu USA č. 1497 388. zařízení je uloženo v takové poloze, že proud v článku prochází indikátorem. Indikátor je papír, který je impregnován chemikálií, která mění barvu v závislosti na síle proudu, procházejícího chemicky impregnovaným papírem. Na opačné straně impregnovaného papíru proto musí být připojovány dráty nebo elektrody pro zajišťování toku proudu tímto papírem. Nevýhody řešení spočívají vtom, že olověné dráty mohou být snadno posunuty z jejich polohy as indikačním zařízením může být snadno manipulováno a volné dráty kolidují s vkládáním článku do zařízení. Dále může být chemikálie, která je impregnována do papíru, ovlivněna okolními podmínkami a může se stát nespolehlivou.

V patentovém spisu USA č.2 980 754 je popsán indikátor vyčerpání článku, sestávající z relativně tenké vrstvy materiálu, která mění vzhled při dotyku s článkovým elektrolytem. Materiál je uložen mezi spotřebovatelné kovové anodové článkové pouzdro a transparentní obal pro článek. Když je anoda spotřebovávána při vyvíjení elektřiny, vytvářejí se malé dírky, které tvoří otvory, jimiž prochází elektrolyt a prosakuje izolačním materiálem tak, aby se dostal do dotyku s indikační vrstvou. Když se elektrolyt dostane do styku s indikační vrstvou, dochází k reakci, která zanechává bílý kontrastní reakční produkt. Vynález se nehodí pro články, které nespotřebovávají pouzdro během vybíjení, jako alkalické články na bázi zinku a oxidu manganičitého, nebo lithiové články.

V patentovém spisu USA č.3 514 338 se přidává indikátor do pouzdra baterie s indikátorovou látkou, která mění barvu v přítomnosti vody. Tato indikační látka je prohlížitelná transparentní pouzdrovou částí článku. Toto řešení je pouze schopné indikovat, že článek byl aktivován a není schopen indikovat relativní stav baterie během použití.

V patentovém spisu USA č.3 563 806 zahrnuje prostředek pro indikaci kapacity baterii a aktivace kus absorpčního materiálu, impregnovaného barvivém, citlivým na pH. Materiál je vysušen a potom uložen do otvorů v bateriové nádobě s transparentním okénkem, vytvořeným tak, aby impregnovaný materiál mohl být prohlížen. Když se náplň baterie spotřebovává, mění se pH náplně, což vede ke změnám v látce, které mají za následek změny barvy impregnovaného materiálu. Toto by nefungovalo v článku, který nemá znatelnou změnu pH během vybíjení, jako je tomu u alkalického článku na bázi oxidu manganičitého, nebo lithiového článku.

V patentovém spisu USA č.3 773 563 je umístěna směs barviva a hliníku do válcovitého vybrání, vyvrtaného v zinkové desce, a toto vybrání je těsně uzavřeno pro zakrytí směsi barviva a hliníku. Když je baterií poskytován výkon, zinková elektroda se rozpouští, až je konec vybrání rozleptán a barvivo se uvolní. Změna barvy elektrolytu, když se barvivo uvolňuje, může být prohlížena pro indikování, že životnost baterie byla vyčerpána. Nevýhody tohoto řešení spočívají vtom, že sestava leží uvnitř článku, což komplikuje montáž, a funguje pouze s elektrodou deskového typu.

V patentovém spisu USA č.3 992 228 indikátor sestává z perforovaného plechu z mědi nebo měděné slitiny, která je učiněna viditelnou zevně článku vhodným transparentním okénkem skrz

-1 CZ 286104 B6 stranu článku. Když je sestaven, je měděný plech povlečen filmem zinku, který dodává měděnému plechu šedou barvu. Během vybíjení článku zinek tohoto filmu oxiduje a originální zbarvení měděného plechu se stane viditelné. Nevýhody tohoto řešení zahrnují skutečnost, že montáž je komplikovaná a že může indukovat pouze jeden stav baterie, závislý na hloubce, v níž je indikátor vsazen v elektrodě.

Patentový spis USA č.4 048 388 popisuje indikátor, sestávající z obalené látky uvnitř článku, která může být prohlížena z vnějšku baterie. Tato látka je taková, že mění barvu, když se dostane do styku s elektrolytem. Elektrolyt přichází do styku s indikační látkou pouze poté, co kontejner, do něhož byla indikační látka uložena, byl spotřebován náplní, vyvolávající chemickou reakci. Dojde tak k indikaci teprve poté, co náplň baterie byla zcela vyčerpána.

Konečně popisuje patentový spis USA č.4 497 881, že pozorování jednoho z aktivních materiálů v článku může poskytovat indikaci stavu baterie za podmínky, že aktivní materiál bude podléhat plynulé změně barvy v průběhu normální životnosti baterie. Nevýhodou tohoto řešení je, že funguje pouze pro baterie, mající aktivní materiály, které podléhají změně barvy při vybíjení. Dále je nežádoucí mít jakékoli prvky, pronikající pouzdrem nebo krytem baterie, jako je prohlížecí okénko, které může představovat cestu unikání.

Podstata vynálezu

Vynález navrhuje elektrochemický článek, obsahující těsně uzavřené válcové pouzdro, jehož vnější povrch tvoří první vnější kontaktní člen článku, a dále druhý vnější kontaktní člen, které jsou připojené k elektrickým pólům uvnitř článku, a spínatelný indikátor stavu článku, jehož podstatou je, že indikátor je opatřen pružným kontaktem, spojeným s odpovídajícím pólem indikátoru, umístěným v odstupu od protilehlé kontaktní plochy na tělese, elektricky spojeném s jedním z uvedených vnějších kontaktních členů, přičemž uvedený pružný kontakt je po stlačení ve spínacím spojení s touto protilehlou kontaktní plochou, zatímco v uvolněném stavu je rozpojen, přičemž celé válcové pouzdro je elektricky a mechanicky chráněno na jeho válcovém obvodu krycím etiketovým dílem.

S výhodou je etiketový díl v části, kryjící ukazatel indikátoru a pružný kontakt, vytvořen z průhledného materiálu.

Ukazatel s výhodou obsahuje nejméně jeden odporový člen, umístěný mezi kontakty indikátoru na vnitřní straně etiketového dílu, zatímco na vnější straně etiketového dílu je uložen v poloze, odpovídající odporovému členu, termochromatický materiál. Termochromatický materiál je s výhodou uložen ve formě vrstvy termochromatického barviva mezi vnitřním povrchem etiketového dílu a odporovým členem.

Podle dalšího provedení vynálezu je indikátor umístěn pod druhým vnějším kontaktním členem, vytvořeným ve formě vodivé koncové krytky uzavíracího víka pouzdra, a v pevném elektrickém dotyku s druhým vnějším kontaktním členem, přičemž jeho druhý pól je spojen s pružným kontaktem, umístěným proti kontaktovému dílu, elektricky spojenému s prvním vnějším kontaktním členem, přičemž mezi pružným kontaktem a kontaktovým dílem je umístěna izolační vložka, opatřená vybráním, přičemž pružný kontakt leží proti elektricky nekryté části kontaktového dílu v kontaktní ploše k sepnutí indikátoru stlačením pružného kontaktu směrem na kontaktní díl uzavíracího víka, přičemž proti vybrání je v ploše druhého vnějšího kontaktního členu vytvořen záběrový otvor pro ovládací a stlačovací záběr do pružného kontaktu.

Druhý vnější kontaktní člen s výhodou obsahuje nejméně jeden indikační otvor pro prohlížení ukazatele indikátoru.

-2CZ 286104 B6

Uvedené řešení má výhodu v tom, že indikátor a jeho zabudování jsou řešeny tak, že žádná jeho část není uložena tam, kde by mohla kolidovat s vkládáním článku do zařízení, jako by tomu bylo v případě, kdy by s ním byly spojeny dráty nebo vývody pro připojení vnějších kontaktních členů na jednom nebo obou koncích článku. Dále není zapotřebí přidávání chemikálií pro to, aby indikátor fungoval. Montáž článkuje přitom jednoduchá.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 pohled, částečně v řezu, na elektrochemický článek s indikátorem stavu, vytvořeným podle vynálezu, obr. IA zvětšený pohled na část obr. 1, ukazující způsob, v němž může být zajištěno elektrické připojení jednoho z kontaktů indikátoru stavu k jednomu z vnějších kontaktních členů článku, obr. 1B zvětšený pohled na část obr. 1, ukazující způsob, jak může být vytvořeno elektrické připojení druhého kontaktu indikátoru stavu ke druhému vnějšímu kontaktnímu členu článku, obr. 2 pohled ze strany na článek, mající vcelku upravený indikátor stavu, obr. 3 řez horní částí jiného provedení elektrochemického článku, majícího vcelku upravený indikátor stavu, obr. 3A zvětšený detail části obr. 3, ukazující způsob, jímž může být vytvořeno elektrické připojení jednoho z kontaktů indikátoru stavu k jednomu z vnějších kontaktních členů článku, obr. 3B zvětšený detail části obr. 3, ukazující způsob, jímž může být vytvořen druhý dotyk indikátoru stavu ke druhému vnějšímu kontaktnímu členu článku, obr. 3c pohled na část vrchu článku z obr. 3, a obr. 4 řez indikátorem stavu, vhodným pro použití v provedení z obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje v částečném řezu alkalický elektrochemický článek 10, mající vcelku vřazený indikátor 12 stavu baterie. Elektrochemický článek 10 má těsně uzavřené válcové pouzdro 400, které je současně prvním vnějším kontaktním členem 20, utěsněné na svém otevřeném konci vrchem baterie, obsahujícím plastovou zátku 30 a kovový nosič 40, který je po obvodě zatvarován do osazené polohy, jak je znázorněno. Na vrchu kovového nosiče 40 je uložena izolační vložka 50, která brání dotyku mezi tímto nosičem a druhým vnějším kontaktním členem 22. Druhý vnější kontaktní člen 22 je v elektrickém dotyku s neznázoměným kovovým anodovým vodičem, který prochází zátkou 30 a do neznázoměné anodové vyplněné dutiny uvnitř článku. Indikátor 12 stavu baterie je uložen vně těsnění podél vnějšku válcového pouzdra 400 článku, jak je znázorněno.

Kromě indikátorů stavu článku, popsaných ve výše uvedených spisech, jsou známé jiné indikátory, jako indikátory, popsané v patentových spisech USA č.4 835 476, 4 726 661, 4 835 475, 4 702 563, 4 702 564, 4 737 020, 4 006 414, 4 723 656 a v americké přihlášce vynálezu č.652 165, podané 7.2. 1991. Všechny tyto indikátory jsou vhodné pro použití v rámci vynálezu a odvoláváme se na nějako součást spisu. S výjimkou americké přihlášky vynálezu č.652 165 obsahují indikátory, popisované v těchto spisech, zpravidla substrát, mající zobrazovací (zviditelňovací) prostředek s ním spojený. Zobrazovací prostředek obecně obsahuje vodivou vrstvu a termochromatický materiál v tepelném dotyku s vodivou vrstvou. Vodivá vrstva má opačné koncové části, které fungují jako elektrické kontakty, a mezilehlou část, zapojenou mezi kontakty, která je navržena tak, že má obzvláštní odpor.

Kontakty a odporová část mohou být části stejného naneseného dílu (při použití například epoxidu se stříbrem), kde odporová část je vytvořena tím, že má menší průřezovou plochu, než kontakty. Alternativně může odporová část obsahovat nános materiálu s větším odporem, než jaký je použit pro kontakty. V tomto posledním provedení mohou kontakty obsahovat každý nanesenou metalickou vrstvu, která je připojena ke koncovému úseku odporové části. Například

-3 CZ 286104 B6 může být odporová část z uhlíkatého materiálu a kontakty mohou být vyrobeny z epoxidu se stříbrem. Když jsou kontakty připojeny ke vnějším kontaktním členům baterie, proud proudí vodivou vrstvou a tento proud je úměrný napětí a proto stavu vybití baterie. Teplo, vyvíjené v odporové části v důsledku ohřevu I²R, se přenáší do termochromatické vrstvy a vyvolává zde barevnou změnu. Pozorování změny barvy poskytuje vizuální indikaci stavu baterie. Americká patentová přihláška č.652 165 se liší od ostatních indikátorů primárně použitím více odporových částí, zapojených paralelně.

Indikátor 12, znázorněný na výkrese, je typu popsaného v předchozím odstavci a obsahuje pevný kontakt 14 na svém jednom konci (obr. 1 A). Pevný kontakt 14 je v mechanickém a elektrickém dotyku se záporným vnějším kontaktním členem 2. Na opačném konci indikátoru 12 je pružný kontakt 16, pružně uložený přes válcové pouzdro 400 a uložený s odstupem od něj prostřednictvím izolační vložky 18 (obr. 1B). Jak je popsáno výše, jsou pevný kontakt 14 a pružný kontakt 16 částí vodivé nanesené vrstvy, přičemž mezilehlá část nanesené vrstvy mezi kontakty má větší odpor než kontakty. Tato část s odporem musí být elektricky izolována od válcového pouzdra 400, neboť by jinak byl indikátor průběžně spojen přes vnější kontaktní členy článku a článek by se rychle vybil. Obr. 1 a 18 ukazují izolační vložku, uloženou mezi indikátorem 12 a válcovým pouzdrem 400. tvořícím první vnější kontaktní člen 20.

Vynález dále obsahuje spínací prostředek pro elektrické spojování a rozpojování pružného kontaktu 16 od vnějšího kontaktního členu 20. Jak je znázorněno na obr. 1 a 18, je izolační vložka 18 opatřena vybráním 19, vytvořeným tak, že lehký tlak, vyvíjený proti části indikátoru 12, uložené přes vybrání, uvádí pružný kontakt 16 do elektrického dotyku s válcovým pouzdrem 400 a uzavírá obvod pro měření stavu článku. Izolační vložka 18 a vybrání 19 tak fungují jako spínací prostředek pro indikátor stavu. Izolační vložka 18 také slouží pro tepelné izolování odporového prvku od prvního vnějšího kontaktního členu 20 tak, že teplo, vyvíjené v odporovém prvku, může být účinně přenášeno do termochromatického indikačního materiálu.

Izolační vložka 18 může být zhotovena zjakéhokoli izolačního materiálu, jako je polyester. PVC, polyolefin, skleněná vlákna, sklo, pryž, polykarbonát, papír, lepenka, apod., tvarovaného do plošného útvaru. Vrstva 18 má s výhodou rozměry, které jsou dostatečné pro izolování mezilehlé části vodivé nanesené vrstvy od pláště článku. Tloušťka vrstvy izolační vložky 18 by měla představovat minimum potřebné pro umožňování toho, aby indikátor stavu správně fungoval a aby kombinované tloušťky izolátoru a indikátoru stavu byly udržovány na minimu.

Pevný kontakt 14 je přidržovaný u druhého vnějšího kontaktního členu 22 vnějším etiketovým dílem 24 (obr. 1A). Vnější etiketový díl 24 může být buď typu smrštivého obalu, obalu se zadním povlakem lepidla nebo jakéhokoli jiného typu, kterého se běžně používá jako etiketového dílu. Podle jednoho provedení jsou grafické znaky stupnice stavu (viz např. obr. 2) natištěny na substrátu indikátoru 12 tak, že část etiketového dílu 24, která kiyje indikátor 12 by měla být čirá, aby umožňovala viditelnost stupnice. Alternativně může být stavová stupnice natištěna na etiketovém dílu a tento díl je polohově vyřízen tak, že stupnice leží v odpovídající poloze vzhledem k poloze pod ní ležícího indikátoru 12.

Je možné ještě další provedení, kdy je etiketový díl 24 obalovacího typu. Při indikátoru 12, upevněném při vnější stěně pouzdra 400, dosedá jeden okraj obalovacího etiketového dílu 24 proti jednomu okraji indikátoru 12 a druhý okraj etiketového dílu po obalení okolo pláště článku dosedne proti druhému okraji indikátoru 12. V tomto posledním provedení indikátor 12 a izolační vložka 18 musí být přidržovány k prvnímu vnějšímu kontaktnímu členu 22 článku vhodným lepidlem. V kterémkoli z výše popsaných provedení, v nichž etiketový díl kryje indikátor 12, je dávána přednost tomu, že část etiketového dílu 24, která kryje termochromatický materiál, je buď vyříznuta neboje zdvižena směrem ven tak, že etiketový díl 24 nemůže působit jako tepelná jímka a zpožďovat změnu barvy termochromatického materiálu.

-4CZ 286104 B6

Podle ještě dalšího provedení vynálezu je indikátor 12 nedílná součást etiketového dílu 24, přičemž etiketový díl 24 funguje jako substrát pro termochromatický materiál a odporový prvek.

V tomto provedení jsou elektrické kontakty a odporový prvek natištěny nebo jinak naneseny na vnitřním povrchu etiketového dílu 24 . Termochromatická vrstva může být umístěna v řadě míst v závislosti na tom, jaké se hodí a na typu použitého etiketového dílu 24. V jednom provedení jsou termochromatická vrstva a kontakty a odporový prvek naneseny jako po sobě následující vrstvy zevnitř na průhlednou část etiketového dílu 24.

V tomto provedení je například termochromatická vrstva nanesena nejprve na průhlednou část 10 vnitřního povrchu etiketového dílu 24. Přes tuto vrstvu je nanesena barevná grafická vrstva, která je odhalována, když se termochromatická vrstva stává čirou. Poté se ve sledu vrstev nanáší kovový nános s odporovou částí, shodující se s termochromatickou vrstvou, a kontakty, uloženými na opačných koncích a připojenými k odporové části. V kterémkoli z výše uvedených provedení je izolační vrstva umístěna přes ty části kovové nanesené vrstvy, které mají být 15 udržovány izolované od pouzdra 400, tvořícího první vnější kontaktní člen 20. Jako nedílná součást etiketového dílu 24 je vytvořen spínací prostředek, a to tak, že se vytvoří díra, podobná vybrání 19, v izolační vrstvě, a uložení přes jeden z kontaktů, takže kontakt může být stlačen proti pouzdru, jak bylo popsáno výše. Etiketový díl 24 s nedílně připojeným indikátorem stavu je připojen k pouzdru 400 článku při použití jakéhokoli vhodného způsobu.

Substrát, použitý pro indikátor stavu, je s výhodou vytvořen z materiálu, majícího vlastnosti elastického typu. Substrát je tak lehce protahován, když je vyvíjen tlak přes vybrání 19 pro provedení měření, a když je tlak uvolněn, vrací se substrát do původní polohy a přeruší kontakt. Pro zajištění, že substrát je nepoddajné držen během měření, je dávána přednost tomu, že část 25 18a izolační vložky 18 má lepidlo na obou stranách, takže přilehlý konec indikátoru 12 je pevně držen na místě a je mu bráněno v klouzání směrem k vybrání 19, když je během měření vyvíjen tlak. Neomezující příklady substrátového materiálu zahrnují termoplastické hmoty, jako jsou polyolefiny, polyhalogenované uhlovodíky a pryž.

Obr. 2 ukazuje pohled ze strany na článek 10 se vcelku zabudovaným indikátorem 12 stavu, jak je popsán výše. Ve znázorněném provedení je etiketový díl 24 potištěn stavovou stupnicí, která je uložena přes indikátor 12 stavu, vyznačený čárkovaně na obr. 2, který je upevněn ke straně článku, jak je znázorněno na obr. 1. Tlak je vyvíjen na aktivační oblast 28, označenou PRESS HERE, při použití prstu, gumovací tupé strany tužky nebo jakéhokoli tupého nástroje. Když je 35 tlak udržován, objeví se na ukazateli 26 změna barvy. Míra, v níž se na ukazateli 26 objevuje změna barvy, poskytuje údaj o měření stavu baterie. Jakmile je vyvíjený tlak uvolněn, měření se zastaví a termochromatická vrstva se vrátí do své původní barvy.

Neznázoměné alternativní provedení, představující alternativu k provedení popsanému výše, je 40 provedení, v němž je nad druhým kontaktním členem 22 pružný kontakt, zatímco kontakt u prvního kontaktního členu 20 je pevný kontakt, který je trvale spojen. Kontakt u prvního kontaktního členu 20 potom nemá izolační vložku 18 ,oddělující ho od pouzdra článku, jak je popsáno výše, takže etiketový díl 24 udržuje tento kontakt v mechanickém a elektrickém dotyku s prvním kontaktním členem 20. V tomto provedení je pružný kontakt oddělován od druhého 45 vnějšího kontaktního členu 22 izolační vložkou £8. V izolační vložce 18 je dále vytvořen otvor podobný vybrání £9, takže tlak, vyvíjený přes otvor, uvede pružný kontakt do mechanického a elektrického dotyku s druhým kontaktním členem 22.

V provedeních až dosud popisovaných je odpojený kontakt indikátoru stavu připojován 50 k opačnému vnějšímu kontaktnímu členu pomocí vcelku zabudovaného spínacího prostředku. To je usnadňováno v popsaných provedeních tím, že kontakt leží proti vnějšímu kontaktnímu členu článku. Do rámce vynálezu také náleží provedení, kdy je odpojený kontakt odkryt na vnějším povrchu článku a je obrácen směrem ven z vnějšího kontaktního členu článku. Například díra, vytvořená v etiketovém dílu 24 a v substrátu se stavovým indikátorem (je-li přítomen), shodující

-5 CZ 286104 B6 se s kontaktem, může odkrývat uvedený kontakt (obr. IB). Jsou také možná jiná provedení, která by odkrývala rozpojený kontakt. (V některém z těchto provedení by zde nebylo vybrání 19 v izolační vložce 18, ale izolační vrstva by místo toho procházela za uvedeným kontaktem). Připojení uvedeného odkrytého kontaktu k vnějšímu kontaktnímu členu článku je dosaženo přidržováním samostatného vodivého prvku, jako je drát, výstupek, svorka na papír apod., takže se dotýká jak kontaktu, tak i vnějšího kontaktního členu článku. Když není stav článku testován, je odkrytý kontakt zakrýván kusem adhezní fólie, takže nemůže dojít k nahodilému spojení. Tomuto provedení může být dávána přednost pro články, které jsou určeny pro použití v zařízeních, kde pohyb zařízení může způsobit vyvíjení tlaku na stranu článku, který může aktivovat indikátor stavu, pokud je konstruován tak, jak je znázorněno na obr. IB.

Další provedení vynálezu bude vysvětleno s odvoláním na obr. 3, 3A, 3B, 3C a 4. Obr. 3 znázorňuje řez homí částí elektrochemického článku 110. Elektrochemický článek 110 obsahuje válcové pouzdro 400, které tvoří první vnější kontaktní člen 120, těsně uzavřené na jeho horním konci víkem 500 článku, obsahujícím plastovou zátku 130, a kovový nosič tvořící kontaktový díl 140, který je mechanicky spojen po obvodě s pouzdrem 400, tvořícím první vnější kontaktní člen 120, jak je patrné z obrázku. Víko dále obsahuje, jak bude blíže vysvětleno dále, druhý vnější kontaktní člen 122. vytvořený ve formě vodivé koncové krytky, pod nímž je nad kontaktovým dílem 140 uložen indikátor 112.

Na kontaktovém dílu 140 je uložena izolační vložka 150. Toto provedení se liší od provedení popsaného výše tím, že pouzdro, tvořící první vnější kontaktní člen 120, je na konci zahnuto směrem dovnitř a dotýká se kontaktovém dílu 140, takže kontaktový díl 140 je elektricky připojen k prvnímu vnějšímu kontaktnímu členu 120. Izolační vložka 150 má centrálně uložený otvor, který těsně dosedá přes středově umístěný výstupek 131 na zátce 130. Izolační vložka 150 má dále v sobě vytvořena vybrání 151 a 152, které jsou podrobněji popsána níže. Izolační vložka 150 může být vytvořena z jakéhokoli elektricky izolačního materiálu, jako je polyester. PVC, polyolefmy, skleněná vlákna, sklo, pryž, polykarbonát, papír, lepenka apod.

Indikátor 112 stavu baterie je uložen přes izolační vložku 150, jak je znázorněno. Indikátor 112 pracuje na stejném principu, jako indikátor, popsaný ve spojení s obr. 1 až 2. Jak je znázorněno na obr. 4, obsahuje indikátor 112 substrát 113, první kontakt 114, pružný (druhý) kontakt 116 a odporovou část 115, zapojenou mezi prvním kontaktem 114 a pružným kontaktem 116. Mezi těmito kontakty je zapojen ukazatel 118, obsahující termochromatickou vrstvu v tepelném dotyku s odporovou částí 115. Substrát 113 má vybrání 117 vytvořené na jednom konci tak, že anodový vodič 123 prochází vybráním 116 a drží indikátor 112 proti zátce 130. S indikátorem 112, drženým v této poloze, leží pružný kontakt 116 přes vybrání 151 v izolační vložce 150. Opačný konec indikátoru 112 je těsně držen mezi druhým vnějším kontaktním členem 122 a izolační vložkou 150 etiketovým dílem 124. První kontakt 114 je s druhým vnějším kontaktním členem 122 v mechanickém a elektrickém dotyku, jak je znázorněno na obr. 3 A.

Druhý vnější kontaktní člen 122 je opatřen záběrovým otvorem 125 a indikačními otvory 126a. 126b a 126c. Záběrový otvor 125 je umístěn přes část indikátoru 112, která leží přes vybrání 151 v izolační vložce 150. Když se tak vsune nástroj jako hrot tužky záběrovým otvorem 125 a tlačí se proti indikátoru 112, vytvoří se elektrický dotyk mezi pružným kontaktem 116 a kontaktovým dílem 140. Kontaktový díl 140 je elektricky připojen k prvnímu vnějšímu kontaktnímu členu 120 a první vnější kontaktní člen 120 je ve fyzickém a elektrickém kontaktu s kladnou elektrodou. Připojení pružného kontaktu 116 ke kovovému nosiči 140 tak dokončuje uzavření obvodu a proud protéká indikátorem 112. Odporový prvek 115 vyvíjí odporové teplo a toto teplo je přenášeno do termochromatické vrstvy ukazatele 118. Pozorováním termochromatické vrstvy ukazatele 118 indikačními otvory 126a. 126b a 126c je udáván stav baterie. Odporový prvek 115 je určen k vyvíjení tepla, takže když je článek ve stavu plného nabití, pozoruje se barevná indikace v termochromatické vrstvě ukazatele 118 všemi třemi otvoiy. V určitém mezilehlém

-6CZ 286104 B6 stavu nabití se pozoruje barevná změna pouze ve dvou otvorech, a v blízkosti konce životnosti baterie se pozoruje změna barvy pouze v jednom otvoru.

Alternativně může být přes zobrazovací prostředek uložen jeden indikační otvor, když se používají po sobě následující vrstvy termochromatických materiálů. Například tři různé termochromatické materiály, mající rozdílné teploty přechodu, jsou vrstveny s materiálem, majícím nejnižší teplotu přechodu, nahoře a s materiálem, majícím nejvyšší teplotu přechodu, vespodu. Když každá vrstva má různou barvu za studená, závisí pozorovaná barva na tom, jak horký se stane odporový prvek, což samo závisí na stavu baterie.

Aby se podporovala změna termochromatické vrstvy ukazatele 118, je žádoucí vytvořit v izolační vložce 150 druhé vybrání 152. Jak je znázorněno na obr. 3, leží druhé vybrání 152 pod částí indikátoru 112, která nese termochromatickou vrstvu ukazatele 118. Pod indikátorem 112 tak leží vzduchová vrstva, působící jako tepelný izolátor. Druhé vybrání 152 však může být vypuštěno, je-li materiál, použitý pro izolační vložku 150 samotnou, dostatečný tepelný izolátor.

Konkrétní řešení indikátoru stavu bude samozřejmě záviset na velikosti a napětí přiřazené baterie. Patentové spisy, na které se zde odvoláváme, obsahují dostatek informací pro odborníka v oboru pro navržení a sestavení indikátoru stavu pro použití v rámci vynálezu. Termochromatické materiály, popsané v uvedených patentových spisech, zahrnují tekuté krystaly a termochromatické barvy. Z nich je dávána přednost termochromatickým barvám, protože jsou možné výraznější barevné efekty, než když se použijí tekuté krystaly.

Konkrétní provedení popsaná výše a znázorněná ve výkresech jsou přednostní provedení. Jiná provedení než ta, na nichž se konkrétně odvoláváme výše, a jiné materiály než ty, jaké byly uvedeny, mohou být samozřejmě rovněž použity. Stejně tak je možné v rámci vynálezu použít jiných elektrochemických článků a indikačních prostředků stavu než těch, na něž je zde odvolávka, aniž by tím došlo k opuštění rozsahu vynálezu v rámci definice jeho předmětu.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektrochemický článek (10), obsahující těsně uzavřené válcové pouzdro (400), jehož vnější povrch tvoří první vnější kontaktní člen (20, 120) článku, a dále druhý vnější kontaktní člen (22, 122), které jsou připojené k elektrickým pólům uvnitř článku, aspínatelný indikátor (12) stavu článku, vyznačený tím, že indikátor (12) je opatřen pružným kontaktem (16, 116), spojeným s odpovídajícím pólem indikátoru (12) a umístěným v odstupu od protilehlé kontaktní plochy na tělese, elektricky spojeném s jedním z uvedených vnějších kontaktních členů (20, 22, 120, 122), přičemž uvedený pružný kontakt (16, 116) je po stlačení ve spínacím spojení s touto protilehlou kontaktní plochou, zatímco v uvolněném stavu je rozpojen, přičemž celé válcové pouzdro (400) je elektricky a mechanicky chráněno na jeho válcovém obvodu krycím etiketovým dílem (24).
2. 2. Elektrochemický článek podle nároku 1, vyznačený tím, že etiketový díl (24) je v části, kryjící ukazatel (26) indikátoru (12) a pružný kontakt (16), vytvořen z průhledného materiálu.
3. 3. Elektrochemický článek podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že ukazatel (26) obsahuje nejméně jeden odporový člen, umístěný mezi kontakty indikátoru (12) na vnitřní straně

   -7CZ 286104 B6 etiketového dílu (24), zatímco na vnější straně etiketového dílu (24) je uložen v poloze, odpovídající odporovému členu, termochromatický materiál.
4. 4. Elektrochemický článek podle nároku 3, vyznačený tím, že termochromatický materiál je uložen ve formě vrstvy termochromatického barviva mezi vnitřním povrchem etiketového dílu (24) a odporovým členem.
5. 5. Elektrochemický článek podle nároku 1, vyznačený tím, že indikátor (12) je umístěn pod druhým vnějším kontakt ním členem (122), vytvořeným ve formě vodivé koncové krytky uzavíracího víka (500) pouzdra (400), a v pevném elektrickém dotyku s druhým vnějším kontaktním členem (122), přičemž jeho druhý pól je spojen s pružným kontaktem (116), umístěným proti kontaktovému dílu (140), elektricky spojenému s prvním vnějším kontaktním členem (120), přičemž mezi pružným kontaktem (116) a kontaktovým dílem (140) je umístěna izolační vložka (150), opatřená vybráním (151), přičemž pružný kontakt (116) leží proti elektricky nekryté části kontaktového dílu (140) v kontaktní ploše k sepnutí indikátoru (112) stlačením pružného kontaktu (116) směrem na kontaktní díl (140) uzavíracího víka (500), přičemž proti vybrání (151) je v ploše druhého vnějšího kontaktního členu (122) vytvořen záběrový otvor (125) pro ovládací a stlačovací záběr do pružného kontaktu (116).
6. 6. Elektrochemický článek podle nároku 5, vyznačený tím, že druhý vnější kontaktní člen (122) obsahuje nejméně jeden indikační otvor (126) pro prohlížení ukazatele (118) indikátoru (112).