KR100257100B1 - 일체화된 조건 지시자를 갖는 배터리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기화학 전지(10) 및 통합된 상태의 전하 지시자에 관한 것이다. 전하 지시자의 상태는 두개의 전기 접촉면(14, 16) 및 그들 사이에 연결된 표시 수단을 갖는다. 제 1 접촉면(14)은 제 1 전지 단자(22)에 연결되며 제 2 접촉면(16)은 어느 단자에도 연결되어 있지 않다. 스위치 수단(20)은 제 2 접촉면(16)의 제 2 단자에 대한 전기적 연결을 허용하여 표시 수단에 의해 배터리의 조건을 가시적으로(26) 지시한다.

Description

일체화된 조건 지시자를 갖는 베터리

본 발명은 전기 화학 전지와 일체화된 베터리 조건 지시자의 개선된 결합체에 관한 것이다.

전지의 하전 조건 또는 상태를 가시적으로 지시하는 수단을 포함하는 전기 일차 전지가 알려져 있다. 예를 들어, 전지 내 전류가 지시자를 통과하도록 하는 장소에 위치하는 지시자 장치가 미합중국 특허 제 1,497,388 호에 기재되어 있다. 지시자는 화학 약품이 함침된 종이를 통과하는 전류 강도에 따라 색상이 변하는, 화학 약품으로 함침된 종이이다. 그러므로, 함침된 종이를 통해 전류를 제공하기 위해 그 종이의 반대쪽에 전선 또는 전극이 부착되어야 한다. 이 발명의 단점은 납선이 쉽게 이동하고, 지시 장치가 쉽게 템퍼링될 수 있으며, 늘어진 전선이 장치로의 전지 삽입을 방해하는 것이다. 또한, 종이에 함침되는 화학 약품은 주변 조건에 의해 영향받을 수 있으므로 신뢰성이 없다.

1961. 4. 19. 출원된 Reilly 일동, 미합중국 특허 제 2,980,754 호에는, 전지 전해질과 접촉시 외형이 변하는 물질의 비교적 얇은 층으로 구성되는 전지 소모 지시자가 설명되어 있다. 그 물질은 소모성 금속 양극 전지 용기와 전지용 투명 포장지 사이에 위치한다. 양극이 소모되어 전기를 생산함에 따라, 전해질이 이를 통해 도달하고 절연 물질을 통해 흡수하여 지시층과 접촉하는 작은 구멍이 생긴다. 전해질이 지시층과 접촉되면, 백색 대조 반응 생성물을 남기는 반응이 일어난다. 본 발명은 알칼리성 아연/이산화 망간 전지 또는 리튬 전지와 같은, 방전 도중에는 용기를 소비하지 않는 전지에 대해 작용하지 않을 것이다.

Eekma, 미합중국 특허 제 3,514,338호에서, 물의 존재하에 색이 변할 수 있는 지시자 물질을 갖는 배터리 외장에 부가된다. 이 지시 물질은 전지의 투명 포장 부분을 통해 볼수 있다. 본 발명은 단지 전지가 활성화 되었는가를 지시할 수 있을 뿐이지 사용중 전지의 상대적 조건을 지시할 수는 없다.

Hruden, 미합중국 특허 제 3,563,806호에서, 배터리 용량과 활성을 지시하는 구조물은 pH 감응성 염료로 함침된 흡수제 물질 조각을 포함한다. 물질은 건조된 후, 함침된 물질이 보일 수 있도록 제공되어 있는 투명창을 갖는 배터리 캔 내 구멍에 위치한다. 배터리의 전하가 고갈됨에 따라 전하 생산 화합물의 pH가 변하여 함침된 물질이 색상을 변화시키게 한다. 이는 알칼리성 이산화 망간 전지 또는 리튬 전지와 같은, 방전 중 얼마간의 pH 변화를 갖지 않는 전지내에서는 작동하지 않을 것이다.

Eaton, Jr. 일동, 미합중국 특허 제 3,773,563호에서, 염료/알루미늄 혼합물은 아연판에 구멍이 뚫린 원통형 리세스내에 놓이며, 염료/알루미늄 혼합물을 덮기 위해 리세스가 밀폐되어 있다. 배터리로부터 전력이 제공됨에 따라, 리세스 끝이 부식되고 염료가 유리될 때까지 아연 전극이 용해된다. 염료가 방출될 때 전해질 색상의 변화가 보여 배터리 수명이 다했음을 지시할 수 있다. 본 발명의 단점은 이것이 전지내에 위치하며, 조립체를 복잡하게 하고, 판-형 전극으로만 작동한다는 것이다.

1976. 11. 16 에 출원된 Depoix, 미합중국 특허 제 3,992,228호에서, 지시자는 전지 측면을 통해 적합한 투명창에 의해 전지 외부로부터 보일 수 있게 만들어진 구멍뚫린 구리 또는 구리 합금 시이트로 구성된다. 조립될때, 구리 시이트는 구리 시이트에 회색을 부여하는 아연 필름으로 피복되기 시작한다. 전자 방전 중, 이 필름의 아연은 산화하고 구리 시이트의 원래 색이 보이기 시작한다. 본 발명의 단점은 조립체가 복잡하다는 사실과, 단지 지시자가 전극내에 박혀있는 깊이에 따라 배터리의 한 조건만을 지시할 수 있다는 사실을 포함한다.

Chevet, 미합중국 특허 제 4,048,388 호는, 배터리의 외부로부터 볼수 있는 전지 내부에 포함된 물질로 구성된 지시자를 설명한다. 이 물질은 전해질과 접촉되면 색상이 변화하는 물질이다. 전해질은 지시 물질이 위치한 용기가 전하 발생 화학 반응에 의해 소비된 후에만 지시 물질과 접촉된다. 이리하여, 배터리내 전하가 실질적으로 고갈된 후에만 지시가 일어날 것이다.

마지막으로, Bertolino, 미합중국 특허 제 4,497,881호는 전지내 한 활성 물질의 관측이 배터리 조건의 지시를 제공할 수 있으며, 단 활성 물질은 배터리의 일반적 수명 동안 연속적인 색 변화를 겪음을 설명한다. 이 발명의 단점은 방전시 색 변화를 겪는 활성 물질을 갖는 배터리에만 작용한다는 것이다. 또한, 조망창과 같은 배터리 외장 또는 덮개를 통과하는, 누출 통로일 수 있는 임의의 기소를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 용기 및 상단 및 상기 전지 상단과 상기 용기 모두의 외부에 위치한 통합된 상태의 전하 지시자로 구성되는 전기 화학 전지에 관한 것이다. 전하 지시자 상태는 두 전기적 접촉면 및 그 사이에 연결된 표시 수단을 갖는다. 제 1 접촉면은 제 1 전지 단자에 연결되며 제 2 접촉면은 어느 단자에도 연결되지 않는다. 스위치 수단은 제 2 접촉면의 제 2 단자에 대한 전기적 연결을 허용하여 표시 수단에 의해 배터리 조건을 가시적으로 지시한다. 지시자는 전지의 한쪽 또는 양쪽에 단자를 연결하기 위해 전선 또는 탭이 그와 결합된 경우에서와 같이 장치내에 배터리의 삽입을 방해할 수 있는 곳에는 지시자의 어느 부분도 위치하지 않으며, 작동을 위한 화학 약품의 첨가가 요구되지 않도록 고안되어 있다.

한가지 구체예로 조건 지시자 및 스위치 수단은 전지 라벨에 통합되어 있다. 두번째 구체예로 조건 지시자 및 스위치 수단은 전지 상단과 맞은편 말단 캡 사이에 위치한다.

본 발명의 특징 및 잇점은 도면을 참고로 하기 논의된다. 이때 :

제 1 도는 본 발명에 따라 제조된 조건 지시자를 갖는 전기 화학 전지의 잘려나간 횡단면도이다;

제 1a 도는 전지의 한쪽 단자에 조건 지시자의 한 접촉면의 전기적 연결이 이루어질 수 있는 방식을 나타내는, 제 1도 부분의 확대도이다;

제 1b 도는 다른 전지 단자에 조건 지시자의 다른 접촉면의 전기적 연결이 이루어질 수 있는 방식을 나타내는, 제 1도 부분의 확대도이다;

제 2 도는 통합된 조건 지시자를 갖는 전지의 측면도를 나타낸다;

제 3 도는 통합된 조건 지시자를 갖는 전기 화학 전지의 다른 구체예의 상부 횡단면도를 나타낸다;

제 3a 도는 전지의 한쪽 단자에 조건 지시자의 한 접촉면의 전기적 연결이 이루어질 수 있는 방식을 나타내는 제 3도 부분의 확대도이다;

제 3b 도는 다른 전지 단자에 조건 지시자의 다른 접촉면의 전기적 연결이 이루어질 수 있는 방식을 나타내는 제 3도 부분의 확대도이다;

제 3c 도는 제 3도에 나타낸 전지의 상단의 부분도이다; 및

제 4 도는 제 3도에 나타낸 구체예의 사용하기 적합한 조건 지시자의 단면도이다.

이제 도면에 대해 언급하면, 제 1도는 그에 통합된 배터리 조건 지시자(12)를 갖는 알칼리성 전기화학 전지(10)의 절단면도를 나타낸다.

전지(10)는 제시된 바와 같은 위치가 구부러져 있는 플라스틱 그로밋(grommet)(30)가 금속 지지체(40)로 구성되는 전지 상단에 의해 그 개방 말단이 밀봉된 용기(20)로 구성된다. 절연 워셔(washer)(50)가 금속지지체(40)의 상단에 위치하여 상기 지지체와 음 말단 단자(22)의 접촉을 막는다. 음 말단 단자(22)는 그로밋(30)을 통해 전지내 양극 장착 공동(제시되지 않음)을 통과하는 금속 양극 전도체 (제시되지 않음)와 전기적으로 연결된다. 배터리 조건 지시자(12)는 제시된 바와 같은 배터리 용기 외부를 따라 밀봉물 외부에 위치한다.

상기 열거된 참고 문헌에 기재된 배터리 조건 지시자 외에, 미합중국 특허 제 4,835,476호, 4,726,661호, 4,835,475호, 4,702,563호, 4,702,564호, 4,737,020호, 4,006,414호, 4,723,656호, 및 1991. 2. 7에 출원된 미합중국 일련 번호 제 652,165 호에 기재된 바와 같은 다른 지시자들이 알려져 있다. 이들 지시자 모두 본 발명에 사용하기 적합하며 각각의 설명은 본 명세서에 참고로 포함되어 있다. 일련 번호 제 652,165호를 제외하고, 이들 참고 문헌에 기재된 지시자는 일반적으로 표시 수단이 그와 결합된 지지체로 구성된다. 표시 수단은 일반적으로 전도층 및 전도층과 열접촉하고 있는 열변색 물질로 구성된다. 전도층은 일반적으로 전기 접촉면으로 작용하는 반대편 말단부들, 및 특별한 저항성을 갖도록 고안되어 있는, 접촉면들 사이에 연결된 중간부로 구성된다. 접촉면과 저항부는 같은 부착부(예를 들어 실버 에폭시 사용)일 수 있으며, 이때 저항부는 접촉면보다 적은 횡단면적을 갖는 것으로 생성된다. 대안적으로, 저항부는 접촉면들을 위해 사용되는 것보다 저항성인 물질의 부착물로 구성될 수 있다. 이 후자 구체예에서, 접촉면들은 각각 저항부의 말단부에 연결되어 있는 금속-같은 부착물로 구성될 구 있으며, 예를 들어 저항부는 탄소상 물질로부터 제조될 수 있고 접촉면은 실버 에폭시로 제조될 수 있다. 접촉면들이 배터리의 단자에 연결되면, 전류가 전도층을 통해 흐르며, 이 전류는 전압, 및 그러므로 방전 상태 또는 배터리 조건에 비례한다. i²R 가열 때문에 저항부에 발생된 열은 열변색 층에 전이되며 그 내에 색 변화를 유발한다. 색 변화의 관측은 배터리 조건의 가시적 지시를 제공한다. 일련 번호 제 652,165 호는 주로 평행하여 연결된 다중 저항부를 사용한다는 데 있어 다른 지시자와 다르다.

도면에 대해 다시 말하면, 지시자(12)는 앞선 문단에 기재된 유형이며 그 한쪽 말단이 제 1전기 접촉면(14)으로 구성된다. (제 1a 도 참조) 접촉면(14)은 음단자(22)와 기계적 및 전기적으로 접촉된다.

지시자(12)의 반대편 말단에는 제 2전기 접촉면(16)이 탄력있게 위치하며 절연층(18)에 의해 전지 용기(20)로부터 떨어져 있다. (제 1b 도 참조) 상기된 바와 같이, 전기 접촉면(14) 및 (16)은 전도성 부착물의 일부이며, 이때 접촉면들 사이의 부착물의 중간부는 접촉면들보다 저 저항성이다. 이 저항부는 용기(20)로부터 전기적으로 절연되어 있어야 하며, 그렇지 않으면 지시자 (12)가 전지의 단자들을 통해 연속적으로 연결되어 전지가 신속히 방전할 것이다. 제 1 및 1b도는 지시자(12)와 용기(20) 사이에 위치한 절연층(18)을 나타낸다.

본 발명은 또한 용기 (20)로부터 전기 접촉면 (16)을 전기적으로 연결하고 절연하기 위한 스위치 수단으로 구성된다. 제 1 및 1b 도에 나타낸 바와 같이, 절연층 (18)은 그 내에 형성된 구멍 (19)을 가져 구멍위에 위치한 지시자(12) 부에 대하여 가해진 약한 압력이 접촉면(16)을 용기 (20)와 전기 접촉되게 하고 배터리 조건 측정을 위해 회로를 폐쇄시킨다. 따라서, 절연층(18) 및 구멍(19)은 조건 지시자를 위한 스위치 수단으로 작용한다. 절연층(18)은 또한 용기(20)로부터 저항 기소를 열적으로 격리하도록 작용하여 시험 중 저항 기소에서 생성된 열이 효과적으로 열변색 지시 물질에 전이될 수 있다. 절연층(18)은 시이트로 형성된 폴리에스테르, PVC, 폴리올레핀, 섬유 유리, 유리, 고무, 폴리카르보네이트, 종이, 마분지등과 같은 임의의 절연 물질로부터 제조될 수 있다. 층(18)은 바람직하게 전도성 부착물의 중간부를 전기 용기로부터 절연하기 충분한 크기를 갖는다. 층(18)의 두께는 절연체와 조건 지시자의 합한 두께가 최소로 유지되도록 조건 지시자(12)가 적당히 작용하게 하기에 필요한 최소 두께여야 한다.

제 1 전기 접촉면(14)은 외부 라벨(24)에 의해 음 단자(22)에 마주 보유되어 있는 것으로 나타나있다 (제 1a도 참조). 외부 라벨(24)은 수축-랩형, 후면-접착제 랩-둘레형 또는 라벨로서 통상적으로 사용되는 임의의 다른 유형일 수 있다. 한 가지 구체예로, 조건 스케일의 표식(예를 들어 제 2 도 참조)이 지시 수단(12)의 지지체 상에 프린트되어 있어 지시자(12)를 덮는 라벨(24)부가 스케일을 나타내기 위해 투명해야 한다. 대안적으로, 조건 스케일은 라벨 상에 프린트될 수 있고 라벨은 스케일과 지시 수단(12) 아래 위치가 일직선이 되도록 위치한다. 또 다른 구체예는 라벨(24)이 랩-둘레형일 때 가능하다. 지시자(12)가 외부 용기 벽 상의 위치에 고정되어 있어, 랩-둘레 라벨의 한쪽 모서리가 지시자의 한쪽 모서리와 맞닿고, 용기 주변을 포장한 후 다른 라벨 모서리가 지시자(12)의 다른 모서리와 맞닿는다. 이 후자 구체예에서, 지시자(12) 및 절연층(18)은 적당한 접착제에 의해 전지 용기에 보유되어야 할 것이다. 라벨이 지시 수단(12)을 덮는 상기된 구체예 중 하나에서 열변색 물질을 덮는 라벨부가 잘려 나가거나 바깥쪽으로 뻗게하여 라벨이 열 싱크로 작용하지 않고 열변색 물질의 색변화를 지연시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또 다른 구체예로, 지시자(12)는 라벨이 열변색 물질 및 저항 기소를 위한 지지체로 작용하는 라벨의 통합 부품이다. 이 구체예에서, 전기 접촉면과 저항 기소가 라벨의 내표면 상에 눌러 박혀 있거나 그렇지 않으면 부착된다. 열변색층은 편리성 및 사용된 라벨의 유형에 따라 여러 곳에 위치할 수 있다. 한 구체예로 열변색 물질은 저항 기소와 열접촉하는 라벨의 외부상에 위치한다. 두번째 구체예로 열변색층 및 접촉면 및 저항 기소가 라벨의 투명한 부분의 안쪽에 연속층으로 적용된다.

예를 들어, 열변색층이 먼저 라벨 내표면의 투명한 부분에 적용된다.

이 층 위에, 열변색층이 투명할 때 나타나는 색상 도식층이 적용된다.

적층 순서에서 다음은 열변색 층과 일치하는 저항부, 및 저항부의 반대편 말단들에 위치하고 이에 연결된 접촉면들을 갖는 금속성 부착물이다.

상기 구체예 중 어느 하나에서 절연층은 용기(20)로부터 절연되도록 유지하기 원하는 금속성 부착물 부분상에 위치한다. 스위치 수단은 절연층 내에 구멍(19)과 유사한 구멍을 제공함으로써 라벨의 통합 부품으로 제조되며, 접촉면 중 하나 상에 위치하여 접촉면이 상기와 같이 용기에 대해 압박되도록 할 수 있다. 통합된 조건 지시자를 갖는 라벨은 임의의 통상적인 방법을 사용하여 전지 용기에 적용된다.

조건 지시자를 위해 사용된 지지체는 바람직하게 탄성-형 성질을 갖는 물질로부터 제조된다. 따라서, 지지체는 측정을 하기 위해 구멍(19)에 압력이 가해지면 약간 늘어나고 압력이 경감되면 지지체가 그 본래 위치로 되돌아가 접촉을 단절시킨다. 측정 도중 지지체가 단단하게 보유됨을 보증하기 위해, 절연층 부분(18a)이 양쪽에 접착제를 가져 지시자(12)의 인접 말단이 그 자리에 완고하게 보유되도록 하고 측정 도중 압력이 가해질 때 구멍(19)을 향한 미끄러짐을 막도록 한다. 지지체 물질의 무제한 예는 폴리올레핀, 폴리할로탄화수소, 및 고무와 같은 열가소성 수지를 포함한다.

제 2도는 전지(10)의 측면도 및 상기와 같은 통합된 조건 지시자(12)를 나타낸다. 제시된 구체예에서 라벨(24)은 제 1도에 제시된 바와 같이 전지 측면에 고정되어 있는, 조건 지시자(12) 상에 겹쳐 있는 조건 스케일(26)(제 2도의 = = = 안에 제시됨)이 찍혀 있다. 손가락, 연필 지우개, 또는 임의의 다른 뭉툭한 도구를 사용하여 "여기를 누르세요"라고 표지된 활성화 영역 (28)에 압력을 가한다. 압력이 유지되는 동안 조건 스케일(26) 상에 색변화가 나타난다. 스케일(26)에 따라 색변화가 나타나는 정도는 배터리 조건의 측정을 제공한다. 일단 가해진 압력이 해소되면 측정은 중지되고 열변색층은 그 본래의 색상으로 돌아간다.

상기된 구체예에 대한 대안적 구체예 (제시되어 있지 않음)는 접촉면(14)이 단자(22)상에 탄력적으로 위치하는 반면 접촉면(16)은 영구적으로 연결되는 접촉면이다. 접촉면(16)은 상기와 같이 용기(22)로부터 이를 분리시키는 절연층(18)을 갖지 않아 라벨(24)이 상기 용기와 기계적 및 전기적으로 접촉하는 접촉면(16)을 보유하도록 할것이다. 이 구체예에서 접촉면(14)은 제 1도에 제시된 것 상에 단자(22)의 일부 상의 위로 뻗어 있는 절연층(18)에 의해 음 단자(22)로부터 떨어져 있다. 구멍(19)과 유사한 층(18)내 구멍이 제공되어 구멍에 가해진 압력이 접촉면(14)을 단자(22)와 기계적으로 및 전기적으로 접촉하도록 할 것이다.

이제까지 논의된 구체예들에서, 조건 지시자의 절연된 접촉면은 통합된 스위치 수단에 의해 맞은 편 전지 단자와 연결된다. 이는 전지 단자에 면하는 접촉면을 갖는 기재된 구체예에서 용이하다. 절연된 접촉면을 배터리의 외표면 상에 노출시키고 전지 단자로부터 바깥쪽으로 면하게 하는 것 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 예를 들어, 라벨 내에 위치한 구멍 및 접촉면과 일치하는 조건 지시자 지지체(만약 1개가 있으면)는 절연된 접촉면을 노출시킬 것이다 (제 1b도 참조). 절연된 접촉면을 노출시키는 다른 구체예가 또한 가능하다. (임의의 이들 구체예에서 절연층 (18)내에 구멍(19)이 있지 않고 오히려 절연층이 실질적으로 상기 접촉면 뒤에 뻗어 있을 것이다) 전지 단자에 대한 상기 노출된 접촉면의 연결은 접촉면과 단자 둘 다를 접촉하도록 하는 전선, 탭, 종이 클립 등과 같은 별도의 전도성 기소를 보유함으로써 이루어진다. 전지 조건이 시험되지 않을 때는 노출된 접촉면을 접촉제 필름 조각으로 덮어 우연한 연결이 일어날 수 없도록 한다. 이 구체예는 장치의 움직임이 압력을 배터리 측면에 가하도록 할 수 있는 장치에 사용하고자 하는 배터리를 위해 바람직할 수 있으며, 조건 지시자가 제 1b도에 제시된 바와 같이 구조되어 있으면 압력이 이를 활성화시킬 수 있다.

본 발명의 다른 구체예는 이제 제 3, 3a, 3b, 3c, 및 4도를 참고로 논의될 것이다. 제 3도는 전기 화학 전지(110) 상부의 절단면도를 제시한다. 전지(110)는 플라스틱 그로밋(130) 및 제시된 바와 같이 적소에 구부러진 금속 지지체(140)로 구성되는 전지 상단에 의해 그 개방 말단이 밀봉된 용기(120)로 구성된다. 절연 워셔(150)는 금속 지지체(140)상에 놓인다. 이 구체예는 용기(120)가 안쪽으로 구부러져 금속 지지체(140)와 접촉하여 지지체(140)가 상기 용기에 전기적으로 연결되도록 하다는데 있어 상기된 구체예와 다르다. 절연 워셔(150)는 그로밋(130)상의 중앙에 위치한 보스(131)위에 거의 맞는 중앙에 위치한 구공을 갖는다.

또한, 워셔(150)는 아래에 보다 충분히 기재되는 구공(151) 및 (152)를 갖는다. 워셔(150)는 폴리에스테르, PVC, 폴리올레핀, 섬유유리, 유리, 고무, 폴리카르보네이트, 종이, 마분지 등과 같은 임의의 전기적 절연 물질로 제조될 수 있다.

배터리 조건 지시자(112)는 제시된 바와 같이 워셔(150)상에 위치한다. 지시자(112)는 제 1-2도와 관련하여 기재된 지시자와 같은 원리로 작동한다. 제 4도에 제시된 바와 같이, 지시자(112)는 지지체(113), 제 1 전기 접촉면(114), 제 2 전기 접촉면(116), 및 접촉면(114)와 (116) 사이에 연결된 저항부(115)로 구성된다. 표시 수단은 상기 접촉면들 사이에 연결되며 저항부(115)와 열접촉하는 열변색층(118)으로 구성된다. 지지체(113)는 한쪽 말단에 위치한 구공(117)을 가져 양극 전도체(13)가 상기 구공을 통과하고 그로밋(130)에 대해 조건 지시자(112)를 보유하도록 한다. 지시자(112)는 이 위치에 보유되어 있으며, 전기 접촉면(116)은 워셔(150)내 구공(151)상에 위치한다. 지시자(112)의 반대쪽 말단은 말단 단자(122)와 워셔(150) 사이에 라벨(124)에 의해 강하게 보유된다. 전기 접촉면(114)는 제 3a도에 제시된 바와 같이 말단 단자(122)와 기계적 및 전기적으로 접촉한다.

말단 단자(122)에는 활성화 구공(125) 및 지시 구공(126a), (126b), 및 (126c)가 제공되어 있다. 활성화 구공(125)은 워셔(150)내 구공(151)상에 놓인 조건 지시자 부분(112) 상에 위치한다. 연필점과 같은 도구가 활성화 구공(125)을 통해 삽입되어 조건 지시자(112)에 대해 누르면 접촉면(116)과 금속 지지체(140) 사이에 전기 접촉이 이루어진다. 금속 지지체(140)는 제시된 바와 같이 용기(120)에 전기적으로 연결되어 있으며, 용기(120)는 양전극과 물리적 및 전기적으로 접촉한다. 따라서, 금속 지지체(140)에 대한 접촉면(116)의 연결은 회로를 완성시키며, 전류가 조건 지시자(112)를 통해 흐른다. 저항 기소(115)는 저항열을 발생시키며 그 열은 열변색 층(118)에 전이된다. 지시 구공(126a), (126b), 및 (126c)을 통해 열변색 층을 관측함으로써 배터리의 조건이 지시된다. 저항 기소(115)는 열을 발생하도록 고안되어 배터리가 완전한 전하 상태에 있을 때 세 구공 모두를 통해 열변색 층(118)내 색 지시가 관측되도록 한다. 어떤 전하 중간 상태에서, 색변화는 두 구공에서만 관측되고, 배터리의 유용 수명끝에 가까와서는 색변화가 한 구공에서만 관측된다.

대안적으로, 열변색 물질의 연속층이 사용될 때 표시 수단 상에 하나의 지시 구공이 위치할 수 있다. 예를 들어 서로다른 전이 온도를 갖는 3가지 서로 다른 열변색 물질을 가장 낮은 전이 온도를 갖는 물질을 상단에 및 가장 높은 전이 온도를 갖는 물질을 하단에 두어 적층한다. 각각의 층이 서로 다른 "한색(寒色)"을 가지므로, 관측된 색상은 저항 기소가 얼마나 뜨거워 지는가에 좌우되며, 즉 배터리의 조건에 좌우된다.

열변색 층(118)의 색변화를 강화하기 위해서는, 워셔 (150)내에 구공(152)을 포함하는 것이 바람직하다. 제 3도에 제시된 바와 같이, 구공(152)은 열변색 층(118)을 갖는 지시자(112)부분 바로 밑에 위치한다. 따라서, 지시자(112) 아래에 공기층이 제공되며, 이 공기층이 열 절연체로 작용한다. 그러나, 워셔(150)를 위해 사용된 물질 자체가 적당한 열 절연체이면 구공(152)은 생략될 수 있다.

조건 지시자의 특별한 디자인은 물론 결합된 배터리의 크기 및 전압에 좌우될 것이다. 본 명세서에 참고로 포함된 특허는 본 발명에 사용하기 적합한 조건 지시자를 디자인하고 구조하기 위한 당업자를 위한 충분한 설명을 포함한다. 상기 특허들에 설명된 열변색 물질은 액정 및 열변색 잉크를 포함한다. 이들 중, 액정이 사용될 때 보다 더 현저한 색상 효과가 가능하므로 열변색 잉크가 바람직하다.

상기되고 도면에 제시된 특별한 구체예는 바람직한 구체예이다. 상기에 특별히 언급된 것 이외의 구체예, 및 언급된것 이외의 물질이 물론 사용될 수 있고, 언급된 것 이외의 다른 전기화학 전지 및 조건 지시 수단이 특허 청구된 본 발명의 정신 및 범주에서 벗어나지 않고 본 발명에 사용될 수 있다.

Claims (15)

1. 전기화학 전지(10) 및 전지 조건 지시자(12)의 결합체로서, 상기 전기화학 전지(10)는 제 1 외부 단자(22), 외면이 제 2 외부 단자를 형성하는 원통형 용기(20), 상기 용기를 밀봉하는 덮개(30, 40), 및 밀봉 용기의 내부로 부터 제 1 단자에 전기를 전도하는 수단(123)을 포함하여 구성되고; 상기 전지 조건 지시자(12)는 표시 수단(26), 및 상기 전지 조건 지시자(12)를 외부 단자(22, 20)에 전기 접속시키는 제 1 (14) 및 제 2 (16) 전기 접촉면을 구비하므로써, 상기 전기 접촉면(14, 16)이 그들과 연관된 외부 단자(22, 20)와 접속되므로써 상기 전지 조건 지시자(12)가 활성화되는 전기화학 전지(10) 및 조건 지시자(12)의 결합체에 있어서, 상기 전지 조건 지시자(12)의 전기 접촉면(14, 16) 중 하나 이상은 어느 외부 단자에도 연결되지 않고, 상기 접촉면은 접촉면이 선택적으로 상기 외부 단자들 중 하나에 직접 접속되거나 접속되지 않도록 위치하며, 상기 단자들 중 하나의 일부 또는 전체 위로 라벨(24)이 뻗어 있고, 상기 전지 조건 지시자(12)의 일부 또는 전부는 상기 라벨(24)의 외면 및 상기 단자들 중 하나 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 결합체.
2. 제1항에 있어서, 전지 조건 지시자(12)의 모든 부품이 상기 지시자가 위치하는 전지 외면의 그 부분의 모양과 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 결합체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시 수단(26)이 라벨(24)의 내면 상에 위치하고, 라벨의 투명한 부분이 상기 표시 수단을 덮는 것을 특징으로 하는 결합체.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시 수단(26)은 상기 접촉면들 (14, 16) 사이에 하나 이상의 저항 기소, 및 상기 기소와 열접촉하는 열변색 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 결합체.
5. 제4항에 있어서, 전체 전지 조건 지시자(12)는 상기 라벨(24)의 외면 및 상기 단자들 중 하나 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 결합체.
6. 제4항에 있어서, 상기 저항 기소는 라벨(24) 내면의 일부상에 위치하고, 열변색 물질은 저항 기소 위치와 일치하는 라벨의 이면에 위치하는 것을 특징으로 하는 결합체.
7. 제4항에 있어서, 상기 전지 조건 지시자(12)는 용기 외벽의 일부 및 제 1 단자의 일부를 따라 뻗어 있는 라벨의 일부 상에 위치하며, 상기 용기(20)와 상기 저항 기소 사이에 위치한 열 절연 수단(18)을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 결합체.
8. 제1항에 있어서, 상기 조건 지시자 표시 수단(26)은 하나 이상의 저항 기소 및 이와 열접촉하는 열변색 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 결합체.
9. 제1항, 제2항, 및 제5항 내지 제6항 중 어느 한항에 있어서, 상기 제 1 단자는 전지 덮개 (30, 40) 상에 위치한 원형 금속 말단 캡(22)을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 전기 접촉면(14)은 상기 말단 캡에 접속하기 위한 것임을 특징으로 하는 결합체.
10. 제1항, 제2항, 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서, 제 1 및 제 2 전기 접촉면 (14, 16) 중 하나는 외부 단자들 (22, 20) 중 하나에 영구적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 결합체.
11. 외면의 일부 또는 전부가 제 1 외부 단자를 형성하는 용기(120), 상기 제 1 외부 단자로 부터 전기적으로 절연되어 있는 제 2 외부 단자(122)를 구비하는 상기 전지 용기를 위한 덮개(130, 140)를 포함하여 구성되는 전기 화학 전지(110)와; 상기 제 2 단자(122)에 접속하기 위한 제 1 전기 전도 수단(114), 및 전지 상태를 나타내는 표시 수단(118)을 포함하여 구성되는 전지 조건 지시자(112)의 결합체에 있어서, 상기 전지 조건 지시자(112)는 전지의 일단부 상에 있고, 상기 제 1 외부 단자에 대한 전기 접속을 위해 사용되나 일반적으로 이에 접속되지 않는 제 2 전기 전도 수단(116)을 포함하며, 상기 표시 수단(118)은 상기 제 2 전기 전도 수단의 상기 제 1 단자로의 전기 접속시 상기 전지의 상태를 지시하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 결합체.
12. 제11항에 있어서, 상기 제 2 전기 전도 수단(116)을 상기 제 1 단자(120)에 전기 접속시키기 위하여, 제 2 전기 전도 수단(116)은 활성화를 위한 구공(125)을 통해 접근 가능한 것을 특징으로 하는 결합체.
13. 제11항에 있어서, 상기 덮개는 플라스틱 밀봉 부재(130), 및 상기 밀봉 부재 상애 위치하고 상기 제 1 단자(120)에 전기 접속하는 금속 지지체 부재(140)를 포함하며; 상기 제 2 전기 전도 수단(116)은 상기 지지체 부재(140)에 기계적 및 전기적으로 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 결합체.
14. 제13항에 있어서, 상기 제 2 단자는 상기 지지체 부재(140) 상에 위치한 금속 말단 캡(122)이며, 이때 상기 표시 수단(118)과 제 2 전기 전도 수단(116)은 상기 말단 캡과 상기 금속 지지체 사이에 위치하며; 상기 말단 캡(122)은, 상기 제 2 전기 전도 수단(116)을 눌러 상기 지지체(140)와 접촉시키므로써 상기 전지 조건 지시자(122)를 활성화시키기 위한 상기 제 2 전기 전도 수단(116) 상에 위치한 구공(125)을 그 안에 갖는 것을 특징으로 하는 결합체.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 전기 전도 수단(114, 116) 중 하나는 상기 외부 단자들 중 하나에 영구 접속되는 것을 특징으로 하는 결합체.