电池状况指示器制造技术

本发明专利技术针对于电池状况指示器。该电池状况指示器包括至少一个指示器电极、该至少一个指示器电极的对电极、以及与电解质结合的分隔体。该至少一个指示器电极与电池的第一端子电连接。该至少一个指示器电极包括至少一种氧化还原材料。该对电极是电池的第二端子。所述与电解质结合的分隔体位于该至少一个指示器电极和对电极之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及电化学电池或电池，并且更具体地涉及电池和电池状况指示器的组合，所述电池状况指示器显示电池的状况。
技术介绍
电化学电池或电池通常被用作电能源。电池包含负电极(典型地称作阳极)和正电极(典型地称作阴极)。阳极包含可以被氧化的活性材料。阴极包含可以被还原的活性材料。阳极活性材料能够还原阴极活性材料。将分隔体设置在阳极和阴极之间。这些部件容纳在典型地由金属制成的罐或外壳内。当电池用作器件中的电能源时，使阳极和阴极电接触，从而允许电子流过器件并且使各自的氧化和还原反应发生以提供电功率。与阳极和阴极接触的电解质包含离子，所述离子流过阳极和阴极之间的分隔体以在放电期间维持整个电池的电荷平衡。包括在视觉上显示电池的状况(例如充电状态)的指示器的电池是已知的。已知的指示器包括：例如与电池电接触的电致变色材料和与电阻元件热接触的热致变色材料，该电阻元件适合于跨接在电池两端。电致变色材料是当经历充电时其改变颜色或透明度的材料。热致变色材料是当经历温度改变其改变颜色或透明度的材料。已知的指示器典型要求用户与指示器物理互动以便使电池相关的信息被显示。热致变色的指示器(例如)可以包括电阻器，该电阻器与电池串联以在电压测量期间形成电路。在电路内必须存在开关以便当指示器未使用时中断从指示器到电池的电连接。如果热致变色的指示器与电池持久电接触，那么电池将过早地放电，因为泄漏电流将从电池流出穿过热致变色的指示器。在指示器电路内不存在开关时，
已知的电致变色指示器也将遭受与电池泄露电流相关的问题(与热致变色指示器相似)。另外，有或没有灵活(dexterity)问题的用户可发现难以操作指示器内的开关。该开关通常包括至少一个且更经常为两个按压点，必须利用该按压点来关闭电路。按压点典型地非常小；可能难以看到；并且可能难以按压。已知的指示器也对用以关闭按压点的力的大小敏感。所显示的电池状况(如果确实显示状况的话)可能受敏感性影响，因此可能不利地影响指示器的精确度。也可以将已知的指示器持久地连接至电池使得不需要用户互动以激活电池状况指示器。然而，该类型的已知指示器典型地在指示器结构内包括不同的指示器电极和不同的对电极。在指示器内包括两个电极占据空间并且增加制造指示器的复杂度。另外，额外的部件增加制造指示器的总成本。本专利技术通过利用一种与电池持久电连接的电池测试器克服了与已知指示器有关的问题，该电池测试器包含电化学产生的显示。用以显示电池的充电状况或状态的用户交互不是需要的。指示器的精确度不受开关操作的不利影响，因为不需要用户交互以激活指示器。在本专利技术的电池状况指示器内的寄生放电作用被最小化并且电池的有效容量在延长的存储期内最低限度地减少。本专利技术的指示器在设计上也是简单的并且相对于已知指示器而言制造成本更低。
技术实现思路
在一个实施方案中，本专利技术针对与一种电池状况指示器。所述电池状况指示器包括至少一个指示器电极、所述至少一个指示器电极的对电极、以及与电解质结合的分隔体。所述至少一个指示器电极与电池的第一端子电连接。所述至少一个指示器电极包括至少一种氧化还原材料。所述对电极是电池的第二端子。所述与电解质结合的分隔体位于所述至少一个指示器电极和所述对电极之间。附图说明虽然说明书特别指出并且清楚地宣称主题的权利要求结束，所述主题被视为形成本专利技术，然而据认为结合附图从以下描述将更好地理解本专利技术。图1是一次碱性电池的横截面。图2是电池和本专利技术的电池状况指示器的组合的透视图。图3是电池和本专利技术的电池状况指示器的组合的另一透视图。图4是电池和本专利技术的电池状况指示器的组合的另一透视图。图5是电池和本专利技术的电池状况指示器的组合的另一透视图。图6是电池和本专利技术的电池状况指示器的组合的另一透视图，其中电池状况指示器包含在附着于电池的标签内。专利技术详述电化学电池(或蓄电池)可以是一次的或二次的。一次电池意味着放电(例如至耗尽)仅一次并且然后废弃。一次电池记载于例如David Linden,Handbook of Batteries(McGraw-Hill,第四版，2011)。二次电池是要再次充电。二次电池可以放电和充电许多次，例如超过五十次、一百次或者更多。二次电池记载于例如David Linden,Handbook of Batteries(McGraw-Hill,第四版，2011)中。因此，电池可以包括各种电化学偶对和电解质组合。虽然本文中提供的描述和实施例通常针对用于一次碱性电化学电池或蓄电池的电池状况指示器，但应理解本专利技术适用于含水或无水系统的一次电池以及二次电池。用于含水或无水系统的一次电池以及二次电池的电池状况指示器因此在本申请的范围内并且专利技术不限于任何特定的实施方案。现在参照图1，显示了包括阴极12、阳极14、分隔体16和外壳18的电化学电池或蓄电池10。电池10还包括集流体20、密封件22和端盖24。电解质溶液分散遍及电池10。电池10是例如一次碱性电池并且可以是AA、AAA、AAAA、C或D型碱性电池。外壳18可以是在电池生产中常用的任何常规类型的外壳并且可以由任何合适的材料制成，例如冷轧钢或者镀镍的冷轧钢。外壳18
可以具有圆柱形形状—或者可以具有任何其它合适的非圆柱形形状，例如棱柱形状，如包含至少两个平行板的形状，例如矩形或正方形形状。外壳18可以例如由一片基础材料深冲制得，例如冷轧钢或镀镍钢。可以在形成外壳18之前处理外壳18的基础材料，例如用表面涂层预镀覆。可以将表面涂层施加到基础材料的至少一个表面。可以将表面涂层施加到基础材料的所有表面。表面涂层可以是，例如金属氧化物、金属氢氧化物、金属羟基氧化物、镍、氧化镍、氢氧化镍、羟基氧化镍、氧化钒、锰、氧化锰、氢氧化锰、羟基氧化锰、二氧化锰、铜、氧化铜、氢氧化铜、铁、氧化铁、氢氧化铁、羟基氧化铁、钴、氧化钴、氢氧化钴、羟基氧化钴、铬、氧化铬、氢氧化铬、碳黑、石墨烯、石墨或它们的任何组合。外壳18可以是例如从基础材料冲压成圆柱形成形状。外壳18可以具有至少一个开口端。外壳18可以具有封闭端和开口端，在其间具有侧壁。外壳18的表面涂层(如果从预镀覆的基础材料冲压得到)可以至少位于外壳18的外壁上。可以在形成外壳18之后用表面涂层处理外壳18，例如后镀覆。外壳18的表面涂层可以至少位于外壳18的外壁上。外壳18的表面涂层可以覆盖外壳18的外表面面积的一部分或全部。表面涂层可以是，例如金属氧化物、金属氢氧化物、金属羟基氧化物、镍、氧化镍、氢氧化镍、羟基氧化镍、氧化钒、锰、氧化锰、氢氧化锰、羟基氧化锰、二氧化锰、铜、氧化铜、氢氧化铜、铁、氧化铁、氢氧化铁、羟基氧化铁、钴、氧化钴、氢氧化钴、羟基氧化钴、铬、氧化铬、氢氧化铬、碳黑、石墨烯、石墨或它们的任何组合。可以用在外壳18的内壁和电极之间提供低电接触电阻的材料处理外壳18的内壁。可以例如用镍、钴镀和/或用载炭的涂料涂外壳18的内壁以减少外壳的内壁和阴极12之间的接触电阻。外壳18可以充当电池10的正极端子或负极端子。外壳18可以是电池10的第一端子或第二端子。如图1中所示，外壳18是电池
10的第二端子120。图1中的电池10的第二端子120也是电池10的正极端子。阴极12包括一种或多种电化学活性的阴极材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池状况指示器，其包含：与电池的第一端子电连接的至少一个指示器电极，该至少一个指示器电极包含至少一种氧化还原材料；该至少一个指示器电极的对电极，该对电极是电池的第二端子；和与电解质结合的分隔体，所述与电解质结合的分隔体位于该至少一个指示器电极和对电极之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.11 US 14/102,5421.一种电池状况指示器，其包含：与电池的第一端子电连接的至少一个指示器电极，该至少一个指示器电极包含至少一种氧化还原材料；该至少一个指示器电极的对电极，该对电极是电池的第二端子；和与电解质结合的分隔体，所述与电解质结合的分隔体位于该至少一个指示器电极和对电极之间。2.根据权利要求1所述的电池状况指示器，其中该至少一个指示器电极进一步包含导电基底，该导电基底包含金属箔、金属膜、金属栅格、金属网、碳箔、碳膜、碳栅格、碳网、铜箔、铜膜、铜栅格、铜网、石墨网络、石墨膜、石墨箔、石墨栅格或石墨网。3.根据权利要求1所述的电池状况指示器，其中该至少一个指示器电极进一步包含导电基底，该导电基底包含长度、第一基底氧化还原区域和至少第二基底氧化还原区域；该第一基底氧化还原区域沿导电基底的长度邻近该至少一个第二基底氧化还原区域；该第一基底氧化还原区域包含至少一种氧化还原材料；并且该至少一个第二基底氧化还原区域包含至少一种氧化还原材料。4.根据权利要求1所述的电池状况指示器，其中该至少一个指示器电极进一步包含：非导电基底，该非导电基底包含聚合物膜、聚合物栅格或聚合物网；涂覆到非导电基底的至少一个表面上的导电材料，该导电材料包含石墨、石墨烯、铜、锌、锡和铟；以及涂覆到该导电材料的至少一个表面上的至少一种氧化还原材料。5.根据前述权利要求任一项所述的电池状况指示器，其中该至
\t少一种氧化还原材料包含锌、锡、铟、铬、锑、铋、铜、黄铜、青铜、氧化铜、氢氧化铜、氧化铬、氧化镍、烃基氧化镍、它们的任何合金或它们的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·T·贝，M·波津，
申请(专利权)人：杜拉塞尔美国经营公司，
类型：发明
国别省市：美国;US