DE602004008452T2 - Polyimid-geschützte batterie-durchkontaktierung - Google Patents

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Description

  • Diese Anmeldung bezieht sich auf Durchkontaktierungen, die in elektrochemischen Zellen oder Batterien, insbesondere in miniaturisierten Primärbatterien mit hoher Energiedichte für implantierbare medizinische Vorrichtungen (IMDs), genutzt werden, und insbesondere auf schützende Beschichtungen für derartige Durchkontaktierungen zum Schutz von Durchkontaktierungs-Isolatoren vor einem Abbau bzw. einer Degradation durch den Zellenelektrolyten.
  • Elektrische Durchkontaktierungen dienen dem Zweck, einen elektrischen Schaltungsweg bereitzustellen, der sich vom Inneren eines hermetisch abgedichteten Behälters zu einem äußeren Punkt erstreckt, der vom Behälter selbst elektrisch isoliert ist, wie etwa bei einer elektrochemischen Zelle. Auf dem Gebiet sind zahlreiche derartige Durchkontaktierungen bekannt, die einen derartigen elektrischen Weg bereitstellen, umfassen jedoch im Allgemeinen eine Hülse, die durch Schweißen oder Kleben an einer hermetisch abgedichteten Umfassung zu befestigen ist, einen Durchkontaktierungs-Anschlussstift oder eine Durchkontaktierungs-"Leitung" zum Durchleiten des Batteriestroms sowie einfache Einzel-Element- oder komplexere Mehr-Element-Isolatorstrukturen, die den Durchkontaktierungs-Anschlussstift innerhalb der Hülse und von der Hülse elektrisch isoliert halten bzw. tragen. Eine der einfachsten Einzel-Element-Isolatorstrukturen ist aus Glas ausgeführt, das in seinem geschmolzenen Zustand abgeschieden oder in situ mit dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift verschmolzen wird, der in der Hülse zentriert gehalten wird. Das nicht leitfähige Glas hält den in der Hülse zentrierten Durchkontaktierungs-Anschlussstift beim Abkühlen und Erstarren in einem festen Ring, der an dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift und an der Hülsenwand haftet. Für eine derartige Verwendung wurde im Laufe der Jahre ein großes Sortiment von nicht leitfähigen Glaszusammensetzungen verwendet oder vorgeschlagen.
  • Elektrochemische Zellen, die eine derartige hermetisch abgedichtete Umfassung aufweisen und die Verwendung einer Durchkontaktierung oder von Durchkontaktierungen erfordern, um eine elektrische Verbindung mit einer Anode oder einer Kathode oder beiden herzustellen, wurden entwickelt, um eine Vielfalt von Geräten und Vorrichtungen zu betreiben. Im Laufe vieler Jahre wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um derartige batteriebetriebene Geräte und Vorrichtungen zu miniaturisieren sowie ihre Kosten zu verringern, ihre Merkmale zu verbessern und ihre Nutzungsdauer zu erhöhen. Bei diesen Bemühungen kommt es darauf an, stark miniaturisierte, langlebige elektrochemische Zellen und deren Bauteile, einschließlich der elektrischen Durchkontaktierungen, entwerfen und herzustellen zu können, die in ihren Abmessungen entsprechend kleiner sind. Während Durchkontaktierungs-Abmessungen miniaturisiert werden, ist es jedoch von größter Wichtigkeit, dass die Durchkontaktierungen vom Elektrolyten oder von den Anoden- oder Kathodenmaterialien der Zelle nicht angegriffen oder abgebaut werden.
  • Beispielsweise wurden die elektrochemischen Zellen, die in IMDs, z. B. in implantierbaren Überwachungs- und Therapiezufuhr-Vorrichtungen, zum Betreiben einer Schaltungsanordnung oder zur Abgabe einer Therapie verwendet werden, im Laufe der Zeit stark miniaturisiert, wobei sie jedoch aufgrund der Verwendung reaktiver Anoden, Kathoden und Elektrolyte sowie hochentwickelter Produktionsverfahren eine hohe Energiedichte behielten. Derartige elektrochemische Zellen liefern eine Leistung für Stimulationstherapien, die durch implantierbare Impulsgeneratoren stimulatoren, Nerven- und Muskelstimulatoren sowie implantierbaren Kardiovertern/Defibrillatoren (ICDs) zugeführt werden, oder zum Betreiben einer implantierbaren Arzneimittelpumpe, um eine Arzneimittelmenge zu verabreichen. Eine große Vielfalt von elektrischen Durchkontaktierungen wurde vorgeschlagen oder in vermarkteten elektrochemischen Zellen genutzt, um die elektrischen Wege von den Anoden und/oder den Kathoden innerhalb der Zellenumfassungen zur elektronischen Schaltungsanordnung innerhalb des Gehäuses des IPG oder der Überwachungseinrichtung oder des Arzneimittelspenders bereitzustellen.
  • Elektrochemische Lithium/Iod-Zellen, wie sie beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4.166.158 , 4.460.664 und 5.306.581 sowie im gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5.643.694 beschrieben sind, wurden weithin verwendet, um eine Schaltungsanordnung von Herzschrittmacher-IPGs zu betreiben. Die Anode ist gewöhnlich aus Lithiummetall ausgebildet, die an einem leitfähigen perforierten Stromkollektor gehalten wird, der mit einem Anoden-Durchkontaktierungs-Anschlussstift elektrisch verbunden ist. Die Kathode umfasst einen Ladungsübertragungskomplex aus einem Komponentenmaterial, das ein organischer Elektronendonator ist, und Iod, wobei ein direkter Kontakt zur leitfähigen Zellenumfassung besteht, an der die Durchkontaktierungs-Hülse angeschweißt ist. Der Elektronendonator kann irgendeine organische Verbindung mit einer Doppelbindung oder einer Aminogruppe sein. Der Elektronendonator bewirkt, dass dem Iod eine ausreichende Leitfähigkeit verliehen wird. Eine bevorzugte Form des organischen Donators ist Poly-2-vinylpyridin (P2VP). Ein fester Lithiumiodid-Elektrolyt bildet sich über der freiliegenden Oberfläche der Lithiumanode.
  • Die reaktive Iod-Kathode ist in der Lage, viele Isolatormaterialien anzugreifen, die bei derartigen Durchkontaktierungen verwendet werden, z. B. Glasisolatorverbindungen der Typen, die in den oben als Literaturhinweis erwähnten Patenten '664 und '581 offenbart sind. Ein weitgehender Abbau des Isolators kann zu einem elektrischen Kurzschluss der Leitung zu der Hülse und/oder zur Migration bzw. Oberflächendiffusion der Kathode entlang der Leitung oder des Anschlussstifts sowie durch damit verbundene elektrische Leiter zur Schaltungsanordnung führen und Funktionsstörungen der Schaltung verursachen. Daher werden der Isolator und der Durchkontaktierungs-Anschlussstift, die bei derartigen Lithium/Iod-Zellen verwendet werden, durch Materialien isoliert, die von der Iod-Kathode nicht abgebaut werden.
  • Beispielsweise ist die Durchkontaktierungs-Hülse in dem oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '694 mit einem inneren Hohlraum ausgebildet, der den sich nach Innen erstreckenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift umgibt. Ein Fortsatz des Anodenstromkollektors ist am Durchkontaktierungs-Anschlussstift angeschweißt. Ein nicht leitfähiges isolierendes Material, das mit Iod nicht reagiert, d. h. kein elektronisches Leitvermögen zeigt, wenn es Iod ausgesetzt ist, ist mittels Druckguss über dem Anodenstromkollektor-Fortsatz und dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift sowie im Hohlraum angebracht, damit ein einteiliger nahtloser Isolator bereitgestellt wird. Zur Verwendung werden Fluorpolymer-Materialien, darunter Ethylenchlortrifluorethylen (E-CTFE) und Ethylentetrafluorethylen(E-TFE), vorgeschlagen, die druckgegossen werden können und deren Verhalten zufriedenstellend ist.
  • Bei einem weiteren Ansatz, der im gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5.549.985 offenbart ist, ist eine Lithium/Iod-P2VP-"Knopf"-Zelle offenbart, bei der eine iso lierende Schicht die innere Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators überdeckt. Die vorgeformte Isolationsschale ist aus einem Polypropylen, einem modifizierten Polytetrafluorethylen einem Fluorpolymer oder einem Polyvinylidenfluorid geformt. Bei diesem Entwurf ist die Kathode von dem Gebiet der Isolationsschale isoliert, und die Isolationsschale muss nicht unbedingt in engem Kontakt mit dem Glasisolator stehen.
  • In jüngerer Zeit wurden auch miniaturisierte, hermetisch abgedichtete elektrochemische Zellen mit höherer Energie entwickelt, um Energie zum Laden von Hochspannungskondensatoren in ICD-IPGs zu liefern, damit Kardioversions-/-Defibrillations-Schocks im Bereich um 30 Joule erzeugt werden können, um ventrikulären Tachyarrhythmien zu begegnen. Wie in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. 5.716.729 , 5.766.797 , 5.811.206 , 6.017.656 , 6.132.896 und 6.232.012 offenbart ist, sind derartige elektrochemische Zellen üblicherweise mit einer Lithiumanode, einer Kathode aus Silbervanadiumoxid, d. h. Ag2V4O11 (auch als SVO bezeichnet), oder einer Hybrid-CFX/SVO-Kathode ausgeführt, die aus SVO und Kohlenstoffmonofluorid (CFX) und einem Elektrolyten vom flüssigen organischen Typ ausgebildet ist, der ein Lithiumsalz in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel enthält. Die SVO-Kathode kann ein Bindemittel enthalten, das aus pulverisiertem PTFE, Polyimid, Graphit oder Ruß ausgewählt ist und auf einen metallischen Stromkollektor gepresst wird, der beispielsweise aus Ni oder Ti ausgebildet ist und von einem Separator aus mikroporösen Materialien, z. B. Polyethylen, Polypropylen, Ethylentetrafluorethylen (ETFE) oder Ähnlichem, umgeben ist. Diese Lithium/SVO- und Hybrid-Lithium/CFX/SVO-Zellen wurden außerdem verwendet, um eine Schaltungsanordnung der IPGs der von MEDTRONIC, Inc., hergestellten implantierbaren Rückenmarksnervenstimulatoren DUAL CHANNEL ITREL® (DCI) zu betreiben, die eine elektrische Stimulation in die Wirbelsäule übertragen, und können künftig dazu verwendet werden, eine Schaltungsanordnung anderer IPGs sowie implantierbarer Arzneimittelspender und Überwachungseinrichtungen zu betreiben.
  • Organische Lösungsmittel, die für die Verwendung in derartigen Lithium/SVO-Zellen in Kombination mit Lithiumsalzen bekannt sind, können beispielsweise sein:
    3-Methyl-2-oxazolidon, Sulfolan, Tetrahydrofuran, methylsubstituiertes Tetrahydrofuran, 1,3-Dioxolan, Propylencarbonat (PC), Ethylencarbonat, Gamma-Butyrolacton, Ethylenglykolsulfit, Dimethylsulfit, Dimethylsulfoxid oder Mischungen hiervon sowie beispielsweise auch Hilfslösungsmittel mit geringer Viskosität wie etwa Tetrahydrofuran (THF), methyl-substituiertes Tetrahydrofuran (Met-THF), Dioxolan (DIOX), Dimethoxyethan (DME), Dimethylisoxazol (DMI), Diethylcarbonat (DEC), Ethylenglykolsulfit (EGS), Dioxan, Dimethylsulfit (DMS), Dimethylcarbonat, Methylethylcarbonat, Dipropylcarbonat, Ethylencarbonat, Gamma-Butyrolacton, Acetonitril, Formamid, Dimethylformamid, Triglyme (Tri(ethylenglykol)-dimethylether), Diglyme (Diethylenglykoldimethylether), Glyme (Ethylenglykoldimethylether), Nitromethan sowie Mischungen hiervon oder Ähnliches. Der ionisierende gelöste Stoff für diese Zellen kann ein Einfachsalz sein, wie beispielsweise LiCF3SO3, LiBF4, LiAsF6 LiPF6 und LiCIO6, oder Doppelsalze oder Mischungen hiervon, die eine ionisch leitfähige Lösung erzeugen, wenn sie in einem oder mehreren Lösungsmitteln gelöst sind.
  • Die oben beschriebenen ether-basierten flüssigen organischen Elektrolyte sind sehr reaktiv und können innerhalb der Zellenumfassung migrieren und einen elektrischen Kurzschluss von Anode und Kathode verursachen, was die Lebensdauer der Batterie beendet. Die Anode, die Kathode, der Elektrolyt und der Separator zwischen der Anode und der Kathode sind daher in der leitfähigen Umfassung üblicherweise mittels Gehäuseauskleidungen eingeschlossen, die ebenfalls aus Polyethylen, Polypropylen, ETFE oder Ähnlichem ausbildet sind, um den Elektrolyten zu enthalten. Insbesondere die oben beschriebenen ether-basierten organischen Elektrolyte können auch viele Polymere beschädigen, und das Lithium aus den Lithiumsalzen kann sich im Laufe der Zeit aufbauen, bis sich über das freiliegende Glas zwischen dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift und der Hülse eine elektrisch leitfähige Lithiumschicht erstreckt und einen elektrischen Kurzschluss von Anode und Kathode verursacht, wodurch die Zelle ausfällt.
  • Wie in dem oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '206 beschrieben und in dessen Figuren gezeigt ist, wird ein Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 über die inneren Abschnitte oder Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25, des Glasisolators 28 und der Hülse 27 druckgegossen oder gespritzt. Der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 wird aus Polyethylen, Polypropylen, ETFE oder Ähnlichem über diese inneren Durchkontaktierungs-Bauteile gegossen, nachdem die Durchkontaktierungs-Hülse 27 in eine Öffnung 20 durch die Umfassungsabdeckung 15 geschweißt wurde, um eine Abdeckungs-Teilbaugruppe auszubilden. Obwohl der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 als "Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator" bezeichnet wird, ist er dazu bestimmt, eine Migration des Elektrolyten entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 zum Kontakt mit der Hülse 27 und dem ringförmigen Glasisolator 28 zu hemmen und einen sehr langen Weg für einen elektrischen Kurzschluss zu präsentieren, der sich durch Lithiumablagerung auf seiner äußeren Oberfläche entwickeln kann. Wie in dem oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '206 beschrieben ist, kann die von dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 gebotene schützende Schicht mit der inneren Oberfläche des ringförmigen Glasisolators 28 einen Kontakt herstellen oder keinen Kontakt herstellen.
  • In der Praxis wurde festgestellt, dass der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 dazu neigt, beim Abkühlen zu schrumpfen, und dass sich zwischen dem Material des Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolators 90 sowie dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift 25, der Hülse 27 und dem ringförmigen Glasisolator 28 Zwischenräume bilden können. Insbesondere wurde festgestellt, dass der Elektrolyt beim Auftreten derartiger Zwischenräume entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 und in jedweden Zwischenraum zwischen dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 und dem ringförmigen Glasisolator 28 migrieren kann, was schließlich zu einem durch Lithiumablagerung verursachten elektrischen Kurzschluss und somit zu einem vorzeitigen Ausfall der Batterie führt. Die Zwischenräume sind bei einer Überprüfung der Abdeckungs-Teilbaueinheit nicht leicht zu erkennen oder können auftreten, nachdem die Abdeckungs-Teilbaueinheit an die Zellenumfassung angeschweißt wurde.
  • Daher wurde eine Technik entwickelt und genutzt, um die Wahrscheinlichkeit eines Zellenausfalls zu verringern, falls derartige Zwischenräume auftreten. Insbesondere wurde die in dem oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '206 dargelegte und in 1-4 veranschaulichte Produktionstechnik modifiziert, indem nun auf den Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25, der Hülse 27 und des ringförmigen Glasisolators 28 eine Beschichtung aus ETFE aufgebracht wird, bevor der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 über diesen Oberflächen gegossen wird. Wie Polyethylen und Polypropylen ist die ETFE-Beschichtung resistent gegen einen Abbau durch die ether-basierten Lösungsmittel und die Lithium salze des Elektrolyten. Im Gegensatz zu Polyethylen und Polypropylen widersteht die dünne ETFE-Beschichtung auch dem Schmelzen, wenn anschließend, entweder beim Gießschritt oder während des Anschweißens des äußeren Endes des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts an einen Substratblock oder Ähnliches, um eine Schaltungsverbindung zu erzeugen, entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts oder durch die Hülse Wärme übertragen wird, wenn die Abdeckung an das Gehäuse angeschweißt wird.
  • Zum Herstellen der ETFE-Beschichtung wird eine ETFE-Flüssigsuspension aus mit Ethanol gemischtem ETFE-Pulver zubereitet, und die ETFE-Flüssigsuspension wird auf die Oberflächen gestrichen oder anderweitig aufgebracht. Dann wird die Beschichtung gehärtet, damit das Ethanol verdampft und das ETFE-Pulver zu einer durchgehenden Schicht geschmolzen wird, die an den Oberflächen sicher haftet. Dann wird nach einer Überprüfung der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 über den ETFE-beschichteten Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25, der Hülse 27 und des ringförmigen Glasisolators 28 gegossen. Die Wärme des Gießschritts beeinflusst nicht die Durchgängigkeit der ETFE-Beschichtung, und ggf. auftretende Gießzwischenräume treten zwischen dem Polypropylen- oder Polyethylen-Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 und den ETFE-beschichteten Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25, der Hülse 27 und des ringförmigen Glasisolators 28 auf. Auf diese Weise hemmt die ETFE-Beschichtung, wie oben beschrieben wurde, einen Kurzschluss aufgrund einer Migration des organischen Elektrolyten in die Zwischenräume.
  • Jedoch muss für die ETFE-Beschichtung eine ebene, durchgehende ETFE-Beschichtung erhalten werden, damit die beschichteten Oberflächen zuverlässig geschützt und elektrisch isoliert werden. Die ETFE-Flüssigsuspension wird aufgebracht, nachdem die Durchkontaktierungs-Hülse 27 an die Abdeckung 15 angeschweißt wurde, um eine Abdeckungs-Teilbaugruppe auszubilden. Sowohl beim Aufbringen als auch beim Härten der ETFE-Suspension wurden Schwierigkeiten beobachtet. Die gehärteten ETFE-Beschichtungen zeigen häufig Blasen, Hohlräume und Risse, und das ETFE-Pulver kann überhitzt und verbrannt oder verkohlt werden. Sehr kleine Defekte in den ETFE-Beschichtungen sind nicht leicht zu erkennen. Diejenigen Defekte, die bei einer Überprüfung erkannt werden können, bewirken, dass die Durchkontaktierung und die Abdeckungs-Teilbaugruppe zu Ausschuss wird, was die Herstellungskosten steigert.
  • Es erwies sich als besonders schwierig, eine über die ringförmige Oberfläche des Glasisolators 28 im Wesentlichen gleichförmige ETFE-Beschichtung zu erhalten. Es ist schwierig, das ETFE-Pulver in der ETFE-Flüssigsuspension in einer gleichförmigen Verteilung zu halten; daher ist es nicht möglich, die Menge an ETFE exakt zu bestimmen, die in der aufgebrachten Beschichtung vorhanden sein kann. Wegen der Benetzungseigenschaften und der Oberflächenspannung der ETFE-Flüssigsuspension sowie wegen der sehr geringen Abmessungen der Hülse ist es schwierig, eine richtige Menge der ETFE-Flüssigsuspension in den ringförmigen Raum zwischen dem leitfähigen Durchkontaktierungs-Anschlussstift 25 und der Hülse 27 einzubringen. Außerdem ist es schwierig, irgendwelche Zwischenräume oder Blasen zu erkennen, die nach dem Aufbringen der ETFE-Flüssigsuspension vorhanden sein können, oder andere Defekte zu erkennen, die nach dem Härten entstehen.
  • Folglich besteht ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zum Schützen derartiger elektrochemischer Zellen vor vorzeitigem Zellenausfall aufgrund eines elektrischen Kurzschlusses zwischen dem Durchkontaktierungs-Anschluss stift und/oder einer Beschädigung des Durchkontaktierungs-Isolators durch den reaktiven Elektrolyten.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die angreifbaren Oberflächen einer Durchkontaktierung, die in elektrochemischen Zellen mit einem reaktiven Elektrolyten eingesetzt wird, der dazu neigt, die Durchkontaktierungsmaterialien anzugreifen und/oder eine elektrisch leitfähige Ablagerung zu bilden, die einen Durchkontaktierungs-Isolator überbrückt, mit einer im Wesentlichen gleichförmigen, elektrisch isolierenden Beschichtung aus einem thermoplastischen Polymer beschichtet, das in einer dünnen, gleichförmigen Schicht aufgebracht werden kann, die einen hohen Schmelzpunkt hat und gegen einen Abbau durch den Elektrolyten resistent ist, sodass eine elektrisch isolierende Beschichtung gebildet wird, die an den Durchkontaktierungsoberflächen fest haftet. Das Polymer ist vorzugsweise ein aliphatisches oder aromatisches Polyimid.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Polyimid in einer flüssigen Form über die entsprechenden Durchkontaktierungsbauteil-Oberflächen durch Aufstreichen, Tupfen, Pinseln oder Sprühen aufgebracht und dann getrocknet oder gehärtet.
  • Die Polyimidbeschichtung erstreckt sich vorzugsweise in einer im Wesentlichen gleichförmigen Schicht über die gesamte Oberfläche des ringförmigen Durchkontaktierungs-Isolators um einen ersten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und um einen zweiten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator über die Hülsenoberfläche.
  • Zusätzlich wird ein Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator vorzugsweise über und gegen die Polyimidbe schichtung und über jedwede unbeschichteten Flächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstiftes und der Hülse gegossen, wodurch der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator dazu neigt, eine Migration des Elektrolyten entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts oder der Hülse zu hemmen, und die Polyimidbeschichtung den ringförmigen Glasisolator schützt.
  • Diese Zusammenfassung der Erfindung wurde hier vorgestellt, um einfach einige der Methoden darzulegen, mit denen die Erfindung Schwierigkeiten überwindet, die sich beim Stand der Technik zeigten, und um die Erfindung vom Stand der Technik zu unterscheiden, und ist nicht dazu bestimmt, die Auslegung der Ansprüche auf irgendeine Weise eine einzuschränken, die in der Patentanmeldung anfangs präsentiert und letztlich übertragen wurden.
  • Diese und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ohne Weiteres verstanden, wenn sie in Verbindung mit der Zeichnung betrachtet wird, in der in den mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Strukturen bezeichnen und in der:
  • 1 eine von der Seite gesehene Querschnittsansicht einer elektrochemischen Zelle mit einer Polyimidbeschichtung ist, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über den ringförmigen Isolator der Durchkontaktierung und angrenzende Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und der Hülse aufgebracht wurde;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der elektrochemische Zelle von 1 ist;
  • 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Durchkontaktierung ist, die an eine Zellenabdeckung angeschweißt ist, und eine Polyimidbeschichtung über der Durchkontaktierungs-Isolatoroberfläche sowie zwischen der Hülse und dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift veranschaulicht;
  • 4 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Durchkontaktierung ist, die an eine Zellenabdeckung angeschweißt ist, und eine Polyimidbeschichtung veranschaulicht, die sich über die Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators um einen ersten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und um einen zweiten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator über die Hülsenoberfläche erstreckt;
  • 5(a) eine Frontansicht der vervollständigten Teilbaugruppe der beschichteten Durchkontaktierung und der Abdeckung ist, wobei der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator über und gegen die Polyimidbeschichtung und über jedwede unbeschichteten Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und der Hülse gegossen ist; und
  • 5(b) eine Seitenansicht der vervollständigten Teilbaugruppe der beschichteten Durchkontaktierung und der Abdeckung ist, wobei der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator über und gegen die Polyimidbeschichtung und über jedwede unbeschichteten Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und der Hülse gegossen ist.
  • In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung wird Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen der Verfahren und Vorrichtungen zum Ausführen der Erfindung genommen. Selbstverständlich können andere Ausführungs formen verwendet werden, ohne dass vom Umfang der Erfindung abgewichen wird.
  • 1 zeigt eine elektrochemische Lithium/SVO- oder Lithium/CFX/SVO-Zelle 1 mit einer Polyimidbeschichtung, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über den ringförmigen Isolator der Durchkontaktierung 5 und angrenzende Oberflächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 und der Hülse 27 aufgebracht ist. Die elektrochemische Zelle 1 weist eine Umfassung oder ein Gehäuse 10, eine Gehäuseabdeckung 15 und eine Durchkontaktierung 5 auf. Die Abdeckung 15 hat eine Öffnung zum Aufnehmen der Durchkontaktierungs-Hülse 27 und einen Elektrolyteneinfüllanschluss 30, der es ermöglicht, dass ein flüssiger Elektrolyt in das Gehäuse 10 gegossen wird, nachdem der Zusammenbau der Zelle 1 im Wesentlichen abgeschlossen ist. In den Füllanschluss 30 wird eine Scheibe 35 eingeschweißt, um eine hermetische Abdichtung zu erzeugen, nachdem der flüssige Elektrolyt in das Innere des Gehäuses 10 gegossen wurde. Das Gehäuse 10, die Abdeckung 15 und die Scheibe 35 sind aus Metallen, z. B. rostfreiem Stahl oder Titan, gefertigt, und können durch Laserschweißung zusammengeschweißt werden, um die Anode, die Kathode, den Elektrolyten und andere nachfolgend beschriebene Komponenten des Zelleninneren hermetisch einzuschließen.
  • Ein elektrisch leitfähiger Durchkontaktierungs-Anschlussstift wird im Ringrohr der Durchkontaktierungs-Hülse 27 durch einen ringförmigen Anschlussstift-Isolator 28 gehalten, der den Anschlussstift 25 vom Gehäuse 10 elektrisch isoliert und außerdem die Öffnung 20 hermetisch abdichtet. Der Durchkontaktierungs-Isolator 28 ist vorzugsweise aus TA-23- oder CABAL-12-Glas gefertigt, kann aber auch aus Tonerdekeramik oder Aluminiumoxid oder aus irgendeinem anderen geeigneten elektrisch isolierenden, keramikhaltigen Material gefertigt sein, das beispielsweise Saphir oder Zirkoniumoxid enthält, wobei diese Materialien hierin der Einfachheit halber sämtlich als "Glas" bezeichnet werden. Die Hülse 27 ist am stärksten bevorzugt aus MP35N-Legierung, Titan der Güteklasse 3 oder rostfreiem Stahl 316 gefertigt, weniger bevorzugt aus Niob, Titan, Titanlegierungen wie etwa Titan-6Al-4V oder Titan-Vanadium, Platin, Molybdän, Zirkonium, Tantal, Vanadium, Wolfram, Iridium, Rhodium, Rhenium, Osmium, Ruthenium, Palladium, Silber, Aluminium sowie Legierungen, Mischungen und Kombinationen hiervon, abhängig von dem für die Zelle 1 ausgewählten chemischen System. Die Hülse 27 kann durch andere Mittel an die Öffnung des Gehäuses 10 angeschweißt, angelötet oder angeklebt sein, sofern die dadurch erzeugte Dichtung hermetisch ist. Der Anschlussstift 25 ist am stärksten bevorzugt aus Niob, Titan, Titanlegierungen wie etwa Titan-6Al-4V oder Titan-Vanadium, Platin, Molybdän, Zirkonium, Tantal, Vanadium, Wolfram, Iridium, Rhodium, Rhenium, Osmium, Ruthenium, Palladium, Silber, Aluminium sowie Legierungen, Mischungen und Kombinationen hiervon gefertigt, abhängig von dem für die Zelle 1 ausgewählten chemischen System.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der elektrochemischen Zelle von 1. In 2 sind innerhalb des Gehäuses 10 verschiedene geschichtete Bauteile angeordnet. Die Anode 40 wird allgemein an den Anodenstromkollektor 45 gepresst, der aus einem elektrisch leitfähigen Metall wie etwa rostfreiem Stahl, Nickel oder Titan besteht. Der Anodenstromkollektor 45 weist vorzugsweise mehrere Löcher auf, um die Anhaftung des Materials zu fördern, das die Anode 40 darauf ausbildet, kann jedoch irgendeine von einer Anzahl unterschiedlicher geometrischer und struktureller Konfigurationen annehmen. Das Ende des Durchkontaktierungs-Anschluss-stifts 25, das sich in das Zellengehäuse 10 erstreckt, ist vorzugsweise punktgeschweißt oder anderweitig an dem Anodenstromkollektor 45 befestigt.
  • Der Separator 50 ist aus einem mikroporösen Material wie etwa Polypropylen, Polyethylen oder ETFE gefertigt und ermöglicht die Übertragung eines (nicht gezeigten) flüssigen ionischen Elektrolyten hindurch. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der flüssige Elektrolyt ein Lösungsmittel und ein Lithiumsalz, das mit der Anode 40 und der Kathode 55 in Kontakt steht. Der Separator 50 umgibt die Anode 40 und den Anodenstromkollektor 45 vollständig und dichtet sie ab.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform des Separators 50 kann zusätzlich zu der mikroporösen Schicht, die den Separator 50 bildet, eine (nicht gezeigte) nicht gewebte Absorptionsschicht vorgesehen sein. Eine derartige nicht gewebte Absorptionsschicht ist vorzugsweise zwischen dem Separator 50 und der Anode 40 sowie zwischen angrenzenden Oberflächen der Anode 40 und der Kathode 55 angeordnet. Zusätzlich zur Funktion als ein Elektrolytreservoir kann sich eine derartige nicht gewebte Absorptionsschicht in Reaktion auf irgendwelche Änderungen des Kathoden- oder Anodenvolumens während der Zellenentladung komprimieren oder ausdehnen.
  • Die Gehäuseauskleidung 67 kann aus Materialien wie Polyethylen, Polypropylen oder ETFE gefertigt sein und isoliert die Anode 40 elektrisch von der inneren Oberfläche des Gehäuses 10. Die Gehäuseauskleidung 67 trennt außerdem die Kathode 55 von der inneren Oberfläche des Gehäuses 10, auch wenn die Kathode 55 durch den Kathodenstromkollektor 60 mit dem Gehäuse 10 elektrisch verbunden ist.
  • Eine Kathodenbaueinheit, die die Kathode 55 und den Kathodenstromkollektor 60 umfasst, ist vom Elektrolyten durchsetzt. Der Kathodenstromkollektor 60 ist eng anliegend an eine Matrizen- bzw. Gesenkpassung angeordnet, sodass das Gesenk die Form des Kathodenstromkollektors 60 aufrecht erhält, wenn die Kathodenbaueinheit ausgebildet wird. Ein abgemessenes Volumen der Kathodenmischung, die beispielsweise eine Mischung aus pulverisiertem Mangandioxid, einem inerten pulverisierten Bindematerial wie etwa Polytetrafluorethylen und einem Leitfähigkeitsverstärker wie etwa Graphit oder Ruß enthält, ist in das Gesenk im Stromkollektor eingesetzt. Es können andere geeignete Kathodenmaterialien genutzt werden, wie etwa Silbervanadiumoxid (Ag2V4O11) oder Quecksilberoxid. Die Kathodenmischung wird in einer Presse (z. B. für ungefähr 1–20 Sekunden bei Umgebungstemperatur und bei 20–40 Tonnen Überdruck) im Kathodenstromkollektor 60 komprimiert, um einen selbsttragenden Kathodenkörper 55 auszubilden, der entgegengesetzte freiliegende, ebene Oberflächen hat.
  • Der flüssige Elektrolyt, der in die Zelle 1 gegossen wird, bevor die Scheibe 35 an ihren Platz geschweißt wird, kann ein organisches Lösungsmittel in Kombination mit einem ionisierenden gelösten Stoff enthalten. Organische Lösungsmittel, die für die Verwendung in derartigen Lithium/SVO-Zellen in Kombination mit Lithiumsalzen bekannt sind, können beispielsweise sein:
    3-Methyl-2-oxazolidon, Sulfolan, Tetrahydrofuran, methylsubstituiertes Tetrahydrofuran, 1,3-Dioxolan, Propylencarbonat (PC), Ethylencarbonat, Gamma-Butyrolacton, Ethylenglykolsulfit, Dimethylsulfit, Dimethylsulfoxid oder Mischungen hiervon sowie beispielsweise auch Hilfslösungsmittel mit geringer Viskosität wie etwa Tetrahydrofuran (THF), methyl-substituiertes Tetrahydrofuran (Met-THF), Dioxolan (DIOX), 1,2-Dimethoxyethan (DME), Dimethylisoxazol (DMI), Diethylcarbonat (DEC), Ethylenglykolsulfit (EGS), Dioxan, Dimethylsulfit (DMS), Dimethylcarbonat, Methylethylcarbonat, Dipropylcarbonat, Ethylencarbonat, Gamma-Butyrolacton, Acetonitril, Formamid, Dimethylformamid, Triglyme (Tri(ethylenglykol)-dimethylether), Diglyme (Diethylenglykoldimethylether), Glyme (Ethylenglykoldimethylether), Nitromethan sowie Mischungen hiervon oder Ähnliches. Der ionisierende gelöste Stoff für diese Zellen kann ein Einfachsalz oder Doppelsalze oder Mischungen hiervon sein, wie beispielsweise LiBF4, LiAsF6, LiPF6 und LiCIO4, LiCF3SO3, LiN(SOCl2)3, Li(SO3)(CF3)3 oder LiC(SO2CF3)2, die eine ionisch leitfähige Lösung erzeugen, wenn sie in einem oder mehreren Lösungsmitteln gelöst sind.
  • Die in den Figuren veranschaulichte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist repräsentativ für eine von MEDTRONIC, Inc., hergestellte elektrochemische Zelle SIGMA, die eine elektrochemische Zelle mittleren Leistungsgrads mit einer Lithiumanode und einer Kombinations-Silber-Vanadium-Oxid-(CSVO-)Kathode zum elektrischen Betreiben von Schrittmachern und Ähnlichem ist. Die SIGMA-Batterie umfasst eine CSVO-Presspulver-Kathode, eine Lithiumpressmetall-Anode und einen flüssigen Elektrolyten mit 1-molarem LiAsF6 in einer Mischung von 50 % PC/50 % Glyme.
  • Der Isolator 90 ist am stärksten bevorzugt aus Polypropylen, ETFE, Polyethylen oder irgendeinem anderen geeigneten, vorzugsweise polymeren, Material gefertigt, das der Belastung durch verschiedene in der Zelle 1 angeordnete Komponenten und Bauteile standhalten kann, wie etwa den flüssigen Elektrolyten. Der Fachmann auf dem Gebiet versteht nun, dass beim Ausbilden des Isolators 90 der vorliegenden Erfindung auch andere Zusammensetzungen von Materialien verwendet werden können als die hier ausdrücklich angegebenen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind die angreifbaren Oberflächen einer Durchkontaktierung, z. B. der Durchkontaktierung 5, die in elektrochemischen Zellen, z. B. der Zelle 1, genutzt werden, mit einer im Wesentlichen gleichförmigen, elektrisch isolierenden Beschichtung aus einem thermoplastischen Polymer beschichtet, die in einer dünnen, gleichförmigen Schicht aufgebracht werden kann, die einen hohen Schmelzpunkt hat und gegen einen Abbau durch den Elektrolyten resistent ist, sodass eine auf den Durchkontaktierungs-Oberflächen fest haftende elektrisch isolierende Beschichtung gebildet wird. Das aufgebrachte thermoplastische Polymer schützt die angreifbaren Oberflächen, die anfällig für einen Angriff durch den reaktiven Elektrolyten sind, und/oder verhindert die Bildung einer elektrisch leitfähigen Abscheidung, die die Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators 28 überbrückt. Das zum Ausbilden der Beschichtung verwendete thermoplastische Polymer ist vorzugsweise ein Polyimid.
  • Beim Vorgang des Herstellens der Zelle 1 wird die Durchkontaktierungs-Hülse 27 durch die Zellenabdeckung 15 in die Öffnung 20 eingeführt und an der Zellenabdeckung 15 angeschweißt, sodass eine kreisförmige Schweißnaht gebildet wird. Vorzugsweise wird ein Lecktest, z. B. ein Helium-Lecktest, durchgeführt, um zu ermitteln, ob sich im Glasisolator 28 irgendwelche Risse gebildet haben. Die inneren angreifbaren Oberflächen der Durchkontaktierung 5 werden dann geschützt, indem eine thermoplastische Beschichtung, insbesondere eine Polyimidbeschichtung, in flüssiger Form aufgebracht und die aufgebrachte Schicht gehärtet oder getrocknet wird, um einen dünnen Film zu bilden, der an die angreifbaren Oberflächen fest gebunden ist.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in die Öffnung 20 geschweißten Durchkontaktierungs-Hülse 27 durch die Zellenabdeckung 15 und veranschaulicht eine Version der Polyimidbeschichtung 100, die über die Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators 28 aufgebracht ist, um sich zwischen der Hülse 27 und dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift 25 zu erstrecken. Die Polyimidbeschichtung 100 erstreckt sich im Wesentlichen über die innere Glasoberfläche des Glasisolators 28.
  • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in die Öffnung 20 geschweißten Durchkontaktierungs-Hülse 27 durch die Zellenabdeckung 15, und veranschaulicht eine zweite Version der Polyimidbeschichtung 100', die über die Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators 28 aufgebracht ist, um sich um einen ersten vorbestimmten Abstand D1 weg vom Isolator 28 über die Oberfläche der Hülse 27 und um einen zweiten vorbestimmten Abstand D2 weg vom Isolator 28 entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 zu erstrecken.
  • Die flüssige Polyimidbeschichtung 100 oder 100' kann durch eine Vielfalt von Abscheidungs- oder Ablagerungsverfahren manuell oder automatisch auf die angreifbaren Oberflächen aufgebracht werden, wie sie in 3 und 4 veranschaulicht sind. Beispielsweise kann die Polyimidbeschichtung unter Verwendung einer Spritze und einer feinen Nadel oder einer Pipette oder unter Verwendung einer Bürste oder eines Tupfinstruments manuell aufgebracht werden. Die Benetzungseigenschaften flüssiger Polyimide stellen eine Benetzung der angreifbaren Oberflächen sicher. Wenn erforderlich, können zum Austreiben jeglicher Luftblasen Verfahren wie beispielsweise Zentri fugieren genutzt werden. Jedoch sind im Allgemeinen das Aufbringen leichter und die Benetzung besser als bei den Verfahren, die suspendiertes ETFE-Pulver verwenden. Die Ungleichmäßigkeit in der Dicke der aufgebrachten ETFE-Pulver-Suspension sowie die Entfärbung oder die Verkohlung des ETFE während des Härtens werden vermieden.
  • Außerdem trocknet oder härtet das Polyimid zu einer im Wesentlichen gleichmäßig dicken Polyimidbeschichtung 100, 100' die auf den angreifbaren Oberflächen zäh haftet. Der Schmelzpunkt der Polyimidbeschichtung ist vorteilhafterweise höher als die Gießtemperatur, die angewendet wird, um später den Isolator 90 an seine Stelle zu gießen. Folglich wird die Polyimidbeschichtung während des Gießens des Isolators 90 weder erweicht noch gelockert. Auf diese Weise werden Zwischenräume zwischen dem Isolator 90 und der Polyimidbeschichtung 100, 100' vorteilhafterweise minimiert.
  • Bei einem anfänglichen Auswahltest erwiesen sich verschiedene Polyimide als resistent gegen den Abbau, wenn sie 5 Wochen lang bei 70 °C einem Elektrolyten mit 1-molarem LiBF6 in einem Lösungsmittel mit 60 % GBL/40 % Glyme ausgesetzt waren.
  • In 5(a) und 5(b) ist eine Kopfbaueinheit 19 veranschaulicht, die die mit der Abdeckung 15 verschweißte Durchkontaktierung 5 umfasst, wobei die Ein-Anschlussstift-Isolator-Teilbaugruppe 97 nach dem Gießen des Isolators 90 über den inneren Abschnitt des Durchkontaktierungs-Anschlussstift 25, die Polyimidbeschichtung 100 (oder 100') und auf oder über der Hülse 27 ausgebildet wurde. In 5(a) und 5(b) sind verschiedene Formen und Abmessungen veranschaulicht und bezeichnet, die sich auf die bestimmte, in dem oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '206 offenbarten Zelle 1 beziehen und nicht Ge genstand der Ausführung der vorliegenden Erfindung sind, sondern zur Vollständigkeit der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung aufgenommen sind.
  • Im Hinblick darauf ist der untere Abschnitt des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 am stärksten bevorzugt in einem 90°-Winkel gebogen, sodass sich der Anschlussstift 25 um einen ausreichenden Abstand von der senkrechten Mittellinie 29 der Durchkontaktierung seitlich weg erstreckt, sodass eine leichte mechanische und elektrische Verbindung des Anschlussstifts 25 mit dem Anodenstromkollektor 45 ermöglicht wird. Das untere Ende des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 ist mit dem Stromkollektor 45 elektrisch verbunden. Ein erster und ein zweiter Abschnitt 98 bzw. 99 des Isolators 90 sind unter einer inneren Oberfläche 16 der Abdeckung 15 sowie innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet. Wenigstens Abschnitte des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 sind mit dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 verbunden oder ihn ihm eingeschlossen. Der erste Abschnitt 98 ist an einer Position an oder nahe bei der Hülse 27 angeordnet. Der zweite Abschnitt 99 ist an einer Position an oder nahe bei der Anode 40 angeordnet. Der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 erstreckt sich vorzugsweise zwischen der Anode 40 und der Hülse 27, und wenigstens Abschnitte des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts 25 greifen darin ein oder werden davon eingeschlossen. Der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 isoliert am stärksten bevorzugt den Durchkontaktierungs-Anschlussstift 25 elektrisch von der Hülse 27 und von anderen Zellenbauteilen, die das gleiche elektrische Potenzial wie die Kathode haben. Der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator 90 weist ein Gate oder einen Damm 95 auf, der bzw. das am zweiten Abschnitt 99 befestigt ist oder einen Teil von diesem bildet. Das Gate oder der Damm 95 hat eine Dichtungsoberfläche 91, die einen Abschnitt hiervon bildet, um zu verhindern oder zu hemmen, dass Anodenmaterial darum herum ausgestoßen oder herausgedrückt wird, wenn die Dichtungsoberfläche 91 während eines Anodenbildungsvorgangs gegen eine Seitenwand eines Anodenbildungshohlraums gedrückt wird, wie es in dem das oben als Literaturhinweis erwähnten Patent '206 beschrieben ist.
  • Somit wurde vorstehend im Zusammenhang mit einer bekannten elektrochemischen Zelle 1 des oben als Literaturhinweis erwähnten Patents '206 ein Beispiel für die Beschichtung angreifbarer Oberflächen von Durchkontaktierungen elektrochemischer Zellen mit einem Polyimid beschrieben. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung beim Schutz angreifbarer Oberflächen von Durchkontaktierungen mit irgendeiner Konfiguration realisiert werden, die an einer Seitenwand eines Gehäuses einer elektrochemischen Zelle mit irgendeiner Konfiguration oder chemischen Zusammensetzung, befestigt ist, bei der eine derartige Beschichtung nützlich ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Schutz von angreifbaren bzw. ungeschützten Oberflächen einer Durchkontaktierung (5) innerhalb eines Gehäuses (10) einer eine reaktive chemische Verbindung einschließenden elektrochemischen Zelle, wobei die Durchkontaktierung eine elektrisch leitende Hülse (27), einen langgestreckten, elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift (25) sowie einen ringförmigen Glasisolator (28) aufweist, der den elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift in Abstand zu der Durchkontaktierungs-Hülse trägt bzw. hält, wobei die Durchkontaktierungs-Hülse (27) der Durchkontaktierung an einer Seitenwand des Gehäuses angebracht wird, um den Durchkontaktierungs-Anschlussstift, der sich durch die Seitenwand erstreckt, anzuordnen; und die innere Oberfläche des Durchkontaktierungs-Isolators, die bei Kontakt mit der reaktiven chemischen Verbindung anfällig für Degradation bzw. Abbau ist, mit Polyimid beschichtet wird, das eine Polyimidbeschichtung bildet, die zäh auf den angreifbaren bzw. ungeschützten Oberflächen haftet und gegen Degradation bzw. Abbau durch die reaktive chemische Verbindung resistent ist.
  2. Verfahren zum Schützen angreifbarer bzw. ungeschützter Oberflächen einer Durchkontaktierung innerhalb eines Gehäuses einer elektrochemischen Zelle des Typs, der eine Lithiumanode aufweist, eine Kathode, die aus der Gruppe bestehend aus einer Silbervanadiumoxid(SVO)-Kathode und einer Hybrid-CFX/SVO-Kathode, die aus SVO und Karbonmono fluorid (CFX) gebildet ist, und einem Elektrolyt vom flüssigen organischen Typ, der ein Lithiumsalz in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel aufweist, ausgewählt ist, wobei die Durchkontaktierung eine elektrisch leitende Hülse (27), einen langgestreckten, elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift (25) und einen ringförmigen Glasisolator (28) aufweist, der den elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift in Abstand zu der Durchkontaktierungs-Hülse hält bzw. trägt, und der einer Degradation bzw. einem Abbau durch den Elektrolyten oder einer Überbrückung durch Ablagerung von Lithium über den Glasisolator ausgesetzt ist, wobei die Durchkontaktierungs-Hülse der Durchkontaktierung an einer Seitenwand des Gehäuses (10) angebracht wird, um den Durchkontaktierungs-Anschlussstift, der sich durch die Seitenwand erstreckt, anzuordnen; und die innere Oberfläche des Durchkontaktierungs-Glasisolators, die bei Kontakt mit der reaktiven chemischen Verbindung anfällig für Degradation bzw. Abbau ist, mit Polyimid beschichtet wird, das eine Polyimidbeschichtung bildet, die zäh auf den angreifbaren bzw. ungeschützten Oberflächen haftet und gegen Degradation bzw. Abbau durch den reaktiven Elektrolyt resistent ist und die den Abstand erhöht, über den sich abgelagertes Lithium erstrecken muss, um eine elektrisch leitende Brücke zwischen dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift und der Hülse zu bilden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt der Beschichtung weiter den Schritt umfasst, dass die Polyimidbeschichtung als eine im wesentlichen gleichför mige Schicht über die gesamte Oberfläche des ringförmigen Durchkontaktierungs-Isolators um einen ersten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und um einen zweiten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator über die Hülsenoberfläche ausgebreitet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit dem weiteren Schritt des Ausbildens eines Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolators über und gegen die Polyimidbeschichtung und über jedwede unbeschichteten Flächen des Durchkontaktierungs-Anschlussstiftes und der Hülse, wodurch der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator den Durchkontaktierungs-Anschlussstift und die Hülse vor Degradation bzw. Abbau schützt und dazu neigt, die Migration bzw. Oberflächendiffusion der reaktiven chemischen Verbindung entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstiftes oder der Hülse zu hemmen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator aus mindestens einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen, ETFE und Polyethylen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Polyimidbeschichtung besteht.
  6. Elektrochemische Zelle mit einer Anode (40) mit einem Anodenstromkollektor (45), der zu dieser in Wirkweise angeordnet ist; einer Kathode (55) mit einem Kathodenstromkollektor (60), der zu dieser in Wirkweise angeordnet ist, wobei die Kathode in Bezug auf die Anode in Wirkweise angeord net ist und die Anode und die Kathode innerhalb des Gehäuses angeordnet sind; einem Separator (50) zwischen Anode und Kathode; einem den Separator durchsetzenden reaktiven flüssigen Elektrolyt; einem Metallgehäuse (10), das die Anode, Kathode, den Separator und den Elektrolyten umfasst, und das eine Gehäuseseitenwand mit einer hindurchgehenden Öffnung besitzt; einer Durchkontaktierung (5), die eine elektrisch leitende Hülse (27), einen langgestreckten elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift (25) und einen ringförmigen Glasisolator (28) umfasst, der den elektrisch leitenden Durchkontaktierungs-Anschlussstift in Abstand von der Durchkontaktierungs-Hülse trägt bzw. hält, wobei die Hülse in der Öffnung der Seitenwand hermetisch eingeschlossen ist, um den Durchkontaktierungs-Anschlussstift, der sich durch die Seitenwand erstreckt, elektrisch isoliert vom Gehäuse und mit der Anode und/oder der Kathode verbunden zu halten bzw. anzuordnen; und mit einer Polyimidbeschichtung über die innere Oberfläche des Durchkontaktierungs-Glasisolators, die gegenüber Degradation bzw. Abbau durch den Elektrolyt resistent ist.
  7. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 6, bei der sich die Polyimidbeschichtung als im wesentlichen gleichförmige Schicht über die gesamte Oberfläche des ringförmigen Durchkontaktierungs-Isolators und um einen ersten vorbestimmten Abstand weg vom Isolator entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts und um einen zweiten vorbe stimmten Abstand weg vom Isolator über die Hülsenoberfläche erstreckt.
  8. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 6 oder 7 mit weiter einem Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator über und gegen die Polyimidbeschichtung sowie über jedwede unbeschichtete Oberfläche des Durchkontaktierungs-Anschlussstiftes und der Hülse, wodurch der Durchkontaktierungs-Anschlussstift-Isolator den Durchkontaktierungs-Anschlussstift und die Hülse vor Degradation bzw. Abbau schützt und dazu neigt, Migration der reaktiven chemischen Verbindung entlang des Durchkontaktierungs-Anschlussstifts oder der Hülse zu hemmen.
  9. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 8, bei der der Durchkontaktierung-Anschlussstift-Isolator aus zumindest einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polypropylen, ETFE und Polyethylen mit einem niedrigerem Schmelzpunkt als die Polyimidbeschichtung besteht.
  10. Elektrochemische Zelle nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die Anode eine Lithiumanode ist; die Kathode aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Silbervanadiumoxid(SVO)-Kathode und einer Hybrid-CFX/SVO-Kathode, die aus SVO und Karbonmonofluorid (CFX) gebildet ist, besteht; der flüssige Elektrolyt ein Lithiumsalz in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel aufweist; und die Polyimidbeschichtung zäh an den angreifbaren bzw. ungeschützten Flächen haftet und gegen Degradation bzw. Abbau durch das reaktive Elektrolyt resistent ist und den Abstand erhöht, über den sich abgeschiedenes Lithium erstrecken muss, um eine elektrisch leitende Brücke zwischen dem Durchkontaktierungs-Anschlussstift und der Hülse zu bilden.
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