包括集成電路的電化學(xué)電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括集成電路的電化學(xué)電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)電池或蓄電池通常用作電能來源。蓄電池包括通常稱作陽極的負電極和通常稱作陰極的正電極。陽極含有可被氧化的活性材料。陰極含有可被還原的活性材料。陽極活性材料能夠還原陰極活性物質(zhì)。分隔體設(shè)置在陽極和陰極之間。在蓄電池中也包括電解質(zhì)。前述組件一般設(shè)置在金屬罐內(nèi)。
[0003]當使用蓄電池作為裝置中的電能來源時，蓄電池的陽極與陰極發(fā)生電接觸，使電子流過裝置，并且允許發(fā)生各自的氧化和還原反應(yīng)以提供電能給裝置。與陽極和陰極接觸的電解質(zhì)含有流過位于電極之間的分隔體的離子，以在放電過程中保持蓄電池整體的電荷平衡。
[0004]蓄電池測試儀可用于測定蓄電池的特性，諸如剩余的蓄電池容量。一種示例類型的常見蓄電池測試儀置于蓄電池上方，其已知為熱致變色型測試儀。在熱致變色型蓄電池測試儀中，可能存在一個由消費者手動按下一個或兩個按鈕開關(guān)來完成的電路。一旦按下開關(guān)，消費者就已經(jīng)將蓄電池連接至熱致變色型測試儀。熱致變色型測試儀可包括一個銀電阻器，例如一個平坦的銀層，其具有可變的寬度，使得電阻也沿其長度方向發(fā)生變化。當電流流經(jīng)銀電阻器時，耗散的電能產(chǎn)生熱量，其改變了在銀電阻器上方的熱致變色油墨顯示器的顏色。熱致變色油墨顯示器被布置成測量儀以指示蓄電池的相對容量。然而，為了使用熱致變色型蓄電池測試儀測試蓄電池，通常必須手動固定蓄電池和/或從裝置上移除蓄電池。期望有不需要在消費者和蓄電池之間的手動相互作用的其它蓄電池測試儀系統(tǒng)。此夕卜，包括高級處理和通信能力并且不增加蓄電池總體尺寸的蓄電池測試儀系統(tǒng)是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種電化學(xué)電池，其包括具有側(cè)壁和至少一個開口端的外殼。外殼的側(cè)壁具有凹陷部。該外殼包括陽極、陰極、介于所述陽極和所述陰極之間的分隔體、和電解質(zhì)。將一個端帽組件裝配在外殼的至少一個開口端內(nèi)。集成電路定位在位于外殼側(cè)壁上的凹陷部內(nèi)。
【附圖說明】
[0006]雖然在說明書之后提供了特別指出和清楚地要求保護本主題的權(quán)利要求書，其被認為形成本發(fā)明，但是據(jù)信通過下面的描述并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明。
[0007]圖1是圓柱形電化學(xué)電池的橫截面。
[0008]圖2是棱柱形電化學(xué)電池的透視圖。
[0009]圖3是包括本發(fā)明的集成電路的電化學(xué)電池的局部橫截面。
[0010]圖4是包括本發(fā)明的集成電路的另一個電化學(xué)電池的局部透視圖。
[0011]圖5是包括本發(fā)明的集成電路的圖4電化學(xué)電池的局部橫截面。
[0012]圖6是包括本發(fā)明的集成電路的另一個電化學(xué)電池的局部透視圖。
[0013]圖7是包括本發(fā)明的集成電路的另一個電化學(xué)電池的局部透視圖。
【具體實施方式】
[0014]電化學(xué)電池或蓄電池可為一次電池或二次電池。一次蓄電池意味著僅放電(例如至耗盡)一次，然后被廢棄。一次蓄電池描述于例如David Linden的Handbook ofBatteries (McGraw-Hill，第4版，2011)中。二次蓄電池旨在進行再充電。二次蓄電池可進行放電并且隨后再充電多次，例如超過五十次，超過一百次，或超過一千次。二次蓄電池描述于例如 David Linden 的 Handbook of Batteries (McGraw-Hill，第 4 版，2011)中。蓄電池可包含含水或非水電解質(zhì)。因此，蓄電池可包括各種電化學(xué)電偶和電解質(zhì)組合。雖然本文提供的描述和示例涉及一次蓄電池，并且更具體地涉及堿性一次蓄電池，應(yīng)當理解，本發(fā)明適用于一次蓄電池和二次蓄電池兩者，并且無論它們的實施例如何，它們均在本專利申請的范圍內(nèi)。
[0015]參見圖1，示例性的圓柱形電化學(xué)電池或蓄電池10包括陰極12、陽極14、分隔體16和外殼18。蓄電池10也包括集流體20 ;密封件(也稱為絕緣體或索環(huán))22 ;和端帽24。端帽24、集流體20、和密封件22形成端帽組件30。端帽組件30可用作蓄電池10的負端子。支托26位于蓄電池10的與端帽組件30相對的端部。當端帽組件30作為蓄電池10的負端子起作用時，支托26可用作蓄電池10的正端子。電解質(zhì)溶液(未示出)分散在整個蓄電池10中。
[0016]參見圖2，示例性的棱柱形電化學(xué)電池或蓄電池10包括在外殼18內(nèi)的陰極、陽極、和分隔體(它們均未示出)。外殼18可具有棱柱形狀，例如包括至少兩個平行平面的形狀，諸如矩形或正方形。蓄電池10也包括集流體；密封件(也稱為絕緣體或索環(huán))；和端帽(它們均未示出)。支托26位于蓄電池10的端部。電解質(zhì)溶液(未示出)分散在整個蓄電池10中。
[0017]參見圖1和2，外殼18可為常用于蓄電池的任何常規(guī)類型，并且可由任何合適的材料制成，諸如例如鍍鎳冷乳鋼或塑料。該材料可具有小于約1.0mm，優(yōu)選地約0.1Omm至約0.25_的總體厚度。外殼18可經(jīng)由壓印工藝形成，諸如深沖壓。沖壓外殼18可包括至少一個開口端46。外殼可具有封閉端34，它在沖壓外殼18時一體形成。封閉端34可與外殼18的開口端46相對。外殼18可包括側(cè)壁28，其從開口端46延伸至外殼的封閉端34。側(cè)壁28可具有長度L。外殼18可具有常規(guī)的圓柱形狀-或者可具有任何其它合適的非圓柱形狀，例如棱柱形狀。外殼18的內(nèi)壁可用對電極具有低電接觸電阻的材料處理。外殼18的內(nèi)壁可進行電鍍，例如用鎳、金、或其它金屬電鍍，或者涂有碳載油漆。
[0018]蓄電池具有不同的尺寸和型號。例如，國際電工委員會(Internat1nalElectrotechnical Commiss1n, IEC)已經(jīng)建立了消費者可零售購得的電池的標準尺寸和型號。IEC已經(jīng)設(shè)定了例如圓柱形蓄電池的標準尺寸和型號，其類似于圖1的示例性蓄電池諸如AAA蓄電池、AA蓄電池、C蓄電池、和D蓄電池。AA蓄電池可具有約50.5mm的最大長度、約49.2mm的從支托末端至負觸點的最小距離、和在約13.5mm至約14.5mm范圍的直徑。AAA蓄電池可具有約44.5mm的最大長度、約43.3mm的從支托末端至負觸點的最小距離、和在約9.5mm至約10.5mm范圍的直徑。類似地，已經(jīng)設(shè)定了非圓柱形蓄電池的標準尺寸和型號。例如9V堿性蓄電池具有棱柱形形狀或矩形形狀，最大高度為約48.5mm ;最大長度為約26.5mm ;并且最大寬度為約17.5mm。各個蓄電池或設(shè)備制造商可指定棱柱形蓄電池的型號，其類似于圖2的示例性蓄電池，可一般不用于零售，諸如鋰離子棱柱形蓄電池。這種類型的棱柱形蓄電池可具有小于約5mm的高度；小于約42mm的長度；以及小于約34mm的寬度。應(yīng)當理解，本發(fā)明應(yīng)用于各種尺寸的蓄電池，諸如圓柱形和棱柱形蓄電池，并且應(yīng)用于各種型號的電池，諸如AA、AAA、C、D、9V、以及由各個蓄電池或設(shè)備制造商指定的那些電池，其中電化學(xué)電池包括集成電路，該電池不大于或小于標準電池型號諸如由IEC設(shè)定的那些型號。
[0019]端帽組件30可包括集流體20、密封件22、和端帽24。集流體20可由金屬制成，例如鋅、銅、黃銅、青銅、或任何其它合適的材料。集流體20可任選地用錫、鋅、鉍、銦、或另一種合適材料進行電鍍，該材料在集流體20和例如陽極14之間具有低電接觸電阻。密封件22可由例如聚酰胺樹脂諸如尼龍制成。端帽24可由金屬制成，例如鋼、不銹鋼、黃銅、或任何其它合適的材料。端帽24可任選地用鎳、金、黃銅、或另一種合適材料電鍍，該材料在端帽24和例如設(shè)備內(nèi)的電觸點之間具有低電接觸電阻(未示出)。
[0020]端帽組件30可置于外殼18的至少一個開口端46上。當端帽組件被安裝在外殼18的至少一個開口端46內(nèi)時，外殼19的側(cè)壁28的一部分可延伸經(jīng)過端帽組件30。延伸經(jīng)過安裝的端帽組件的外殼18的該部分側(cè)壁可卷曲到端帽組件30上方以密封封閉的蓄電池10的外殼18。
[0021]陰極12包括一種或多種電化學(xué)活性陰極材料。電化學(xué)活性陰極材料可包括錳氧化物、二氧化錳、電解二氧化錳(EMD)、化學(xué)二氧化錳(CMD)、高功率電解二氧化錳(HPEMD)、λ 二氧化錳、以及它們的混合物。其它電化學(xué)活性陰極材料包括但不限于氧化銀；氧化鎳；羥基氧化鎳；氧化銅；銅鹽諸如碘酸銅；氧化鉍；高化合價鎳；氧；它們的合金、以及它們的混合物。氧化鎳可包括羥基氧化鎳、羥基氧化鈷涂覆的羥基氧化鎳、脫鋰的層狀鋰鎳氧化物、以及它們的組合。輕基氧化鎳可包括β -輕基氧化鎳、γ-輕基氧化鎳、和/或β-羥基氧化鎳和/或γ-羥基氧化鎳的共生物。羥基氧化鈷涂覆的羥基氧化鎳可包括羥基氧化鈷涂覆的β-羥基氧化鎳、羥基氧化鈷包被的γ-羥基氧化鎳，和/或β-羥基氧化鎳和γ-羥基氧化鎳的羥基氧化鈷涂覆的共生物。氧化鎳可包括具有化學(xué)通式Li1 xHyNi02的部分脫鋰的層狀氧化鎳，其中0.1 < X < 0.9且0.1 < y < 0.9。高化合價鎳可例如包括四價鎳。
[0022]陰極12也可包含碳顆粒和粘合劑。在陰極中包含碳顆粒以允許電子流過陰極。碳顆粒可為石墨，諸如膨脹石墨和天然石墨?？捎糜陉帢O的粘合劑的示例包括聚乙烯、聚丙烯酸或氟碳樹脂，諸如PVDF或PTFE。聚乙烯粘合劑的一個示例以商品名COATHYLENE HA-1681出售(購自Hoechst或DuPont)。陰極12也可包含其它添加劑。陰極可例如以壓制粒料的形式提供。
[0023]陽極14可由至少一種電化學(xué)活性陽極材料、膠凝劑和微量添加劑諸如放氣抑制劑形成。電化學(xué)活性陽極材料可包括鋅舶；鐵；金屬氫化物諸如AB5、AB2、和A2B7;它們的合金；以及它們的混合物。膠凝劑的示例可包括聚丙烯酸、接枝淀粉材料、