具有壓接環(huán)閉合件的電化學(xué)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及電化學(xué)裝置，并且更特別地涉及具有多部件外殼的電化學(xué)裝置，該外殼具有閉合件。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池、電容器等的電化學(xué)模塊或裝置在本領(lǐng)域中是公知的。常規(guī)地，這樣的電化學(xué)模塊收容在封罩中。這樣的封罩常常用來(lái)使電化學(xué)模塊與周?chē)沫h(huán)境基本上隔離，以便既保持電化學(xué)模塊的完整性又防止電化學(xué)模塊的材料與環(huán)境材料相互作用。
[0003]包含在封罩內(nèi)的一種類型的電化學(xué)模塊是所謂的紐扣電池。紐扣電池常規(guī)地包括金屬外殼部分，該外殼部分接觸包含在其內(nèi)的電池。作為接觸的結(jié)果，每個(gè)外殼部分用作電池的電觸點(diǎn)，其中，一個(gè)外殼部分用作陽(yáng)極觸點(diǎn)，而另一個(gè)外殼部分用作陰極觸點(diǎn)。紐扣電池的使用者可將電池插入電路中，使得電路的正極和負(fù)極端子接觸恰當(dāng)?shù)耐鈿げ糠?。因此，采用金屬外殼提供針?duì)環(huán)境條件的保護(hù)和方便的電觸點(diǎn)。
[0004]紐扣電池和按照類似的方式構(gòu)造的其它電池可進(jìn)一步利用金屬外殼來(lái)在外殼部分之間形成相對(duì)緊的摩擦接觸。外殼部分可相對(duì)于彼此定位并且然后被撞擊以在兩個(gè)外殼部分之間形成摩擦配合。這樣的摩擦配合已經(jīng)傳統(tǒng)地提供針對(duì)環(huán)境相互作用的有效密封。因?yàn)檫@樣的金屬外殼的總體效果，紐扣電池和具有類似封罩的裝置已依賴在兩個(gè)外殼部分之間的摩擦配合而不需要依靠增強(qiáng)物。
[0005]但是紐扣電池和類似的電池具有某些缺陷。特別地，因?yàn)閷⑼鈿げ糠肿矒粼谝黄鸬倪^(guò)程依賴在內(nèi)部外殼部分和外部外殼部分之間的徑向力，根據(jù)定義，紐扣電池通常是圓形的以便提供用于摩擦配合的徑向力。因此，紐扣電池可能不會(huì)容易地形狀適應(yīng)于非圓形構(gòu)型。結(jié)果，紐扣電池等在空間相對(duì)珍貴的應(yīng)用中使用時(shí)可形成無(wú)效率；在其中需求和長(zhǎng)期趨勢(shì)一直是使裝置盡可能小的類似可植入醫(yī)療裝置和消費(fèi)電子的情況中，紐扣電池等可能是不太有效或不太實(shí)用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]歷史上，通過(guò)將外殼部分焊接在一起而不是利用徑向力，已部分地解決這些挑戰(zhàn)。應(yīng)當(dāng)指出，在將外殼部分焊接在一起以便與電極形成接觸時(shí)，通常使用饋通。特別地，用于電化學(xué)模塊的非圓形封罩已通過(guò)將外殼部分激光焊接在一起而形成。在這樣做時(shí)，對(duì)用來(lái)將外殼部分保持在一起的徑向力的需求減少或完全消除而被焊接取代。然而，焊接相對(duì)花費(fèi)大并且依賴于相對(duì)復(fù)雜和價(jià)格高的制造工藝。
[0007]用于電化學(xué)模塊的封罩已被開(kāi)發(fā)，其利用壓接環(huán)將兩個(gè)外殼部分相對(duì)于彼此固定。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼部分彼此絕緣。因?yàn)閴航迎h(huán)在外殼部分上提供壓縮力而不是徑向力，外殼部分的形狀可以比常規(guī)的紐扣電池的圓形要求相對(duì)更加可選擇。此外，使用用來(lái)將外殼部分固定在一起的壓接環(huán)可能意味著外殼部分不需要足夠堅(jiān)固以形成用來(lái)將外殼部分相對(duì)于彼此固定的足夠的徑向力，因?yàn)楣潭τ蓧航迎h(huán)提供。因此，外殼部分可由相對(duì)不太堅(jiān)固并且因此總體上價(jià)格不太高的材料制成。
[0008]然而，金屬外殼部分可能形成關(guān)于電隔離的挑戰(zhàn)。因?yàn)橥鈿げ糠滞ǔＳ米饔糜诎谄渲械碾姌O模塊的電極端子，外殼部分必須必要地相對(duì)于彼此電隔離以避免形成電短路。然而，使用用來(lái)將外殼部分相對(duì)于彼此固定的金屬壓接環(huán)可在外殼部分之間形成短路，如果壓接環(huán)與兩個(gè)外殼部分接觸。本文所公開(kāi)的封罩包括索環(huán)以在兩個(gè)外殼部分之間和外殼部分與壓接環(huán)之間提供電隔離。除電隔離之外，索環(huán)還可在封罩的內(nèi)部和外部之間提供流體隔離。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)裝置包括電化學(xué)模塊和構(gòu)造成包封電化學(xué)模塊的封罩。封罩包括形成第一邊沿的導(dǎo)電的第一外殼部分和形成第二邊沿的導(dǎo)電的第二外殼部分，在第一外殼部分的第一邊沿基本上鄰接第二外殼部分的第二邊沿時(shí)，第一外殼部分和第二外殼部分至少部分地形成構(gòu)造成包封電化學(xué)裝置的空間。封罩還包括定位在第一邊沿和第二邊沿之間的基本上非導(dǎo)電的索環(huán)和接合第一邊沿和第二邊沿的壓接環(huán)，該壓接環(huán)被構(gòu)造成將第一外殼部分相對(duì)于第二外殼部分固定。索環(huán)被進(jìn)一步定位在壓接環(huán)與第一邊沿和第二邊沿之間。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分被構(gòu)造成分別在第一和第二位置接觸電化學(xué)模塊并且提供用于電化學(xué)模塊的電觸點(diǎn)。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分是不規(guī)則形狀的。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分各自具有主表面，該主表面具有包括至少一個(gè)線性部分的邊緣。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，第一外殼部分和第二外殼部分各自具有主表面，該主表面具有包括至少一個(gè)線性部分和至少一個(gè)非線性部分的邊緣。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，索環(huán)包括:第一索環(huán)部分，其定位在第一邊沿和第二邊沿之間；以及第二索環(huán)部分，其定位在壓接環(huán)與第一外殼部分的第一邊沿之間和壓接環(huán)與第二外殼部分的第二邊沿之間。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，第二索環(huán)部分包括:第一區(qū)段，其定位在壓接環(huán)和第一外殼部分的第一邊沿之間；以及第二區(qū)段，其定位在壓接環(huán)和第二外殼部分的第二邊沿之間。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，第一索環(huán)部分具有第一硬度，該第一硬度具有一值，第二索環(huán)部分具有第二硬度，該第二硬度具有一值，并且第一索環(huán)部分的第一硬度的值小于第二索環(huán)部分的第二硬度的值。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)包括相對(duì)的縱向邊緣，第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿中的至少一個(gè)各自形成具有接觸表面的唇緣，該接觸表面被構(gòu)造成至少部分地接觸第一索環(huán)部分，并且，第一外殼部分的第一邊沿的唇緣和第二外殼部分的第二邊沿的唇緣中的至少一個(gè)被構(gòu)造成容納第二索環(huán)部分的至少一部分和壓接環(huán)的縱向邊緣中的相應(yīng)一個(gè)。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)包括多個(gè)非連續(xù)區(qū)段。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)接合在第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿的圓周周?chē)?br>[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，一種組裝電化學(xué)裝置的方法包括以下步驟:將電化學(xué)模塊放置在具有第一邊沿的第一外殼部分中；將第二外殼部分的第二邊沿與第一外殼部分的第一邊沿并列放置，從而形成包封電化學(xué)模塊的空間；將索環(huán)的第一索環(huán)部分定位在第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿之間并且與它們接觸；將壓接環(huán)定位成鄰近第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿，其中，索環(huán)的第二索環(huán)部分在壓接環(huán)與第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿之間；以及對(duì)壓接環(huán)進(jìn)行壓接，以便與第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿接合并且將第一外殼部分相對(duì)于第二外殼部分至少部分地固定，并且基本上密封包封電化學(xué)模塊的空間。
[0021 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，將電化學(xué)模塊放置到第一外殼部分中的步驟和放置第二外殼部分的第二邊沿的步驟被構(gòu)造成分別在第一和第二位置接觸電化學(xué)模塊并且提供用于電化學(xué)模塊的電觸點(diǎn)。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，第二索環(huán)部分包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，定位壓接環(huán)包括:將第二索環(huán)部分的第一區(qū)段定位在壓接環(huán)和第一外殼部分的第一邊沿之間；以及將第二索環(huán)部分的第二區(qū)段定位在壓接環(huán)和第二外殼部分的第二邊沿之間。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，壓接環(huán)包括相對(duì)的縱向邊緣，并且第一外殼部分的第一邊沿和第二外殼部分的第二邊沿中的至少一個(gè)各自形成具有接觸表面的唇緣。在這樣的實(shí)施例中，定位第一索環(huán)部分的步驟包括:使接觸表面至少部分地與第一索環(huán)部分接觸；第一外殼部分的第一邊沿的唇緣和第二外殼部分的第二邊沿的唇緣中的至少一個(gè)被構(gòu)造成容納第二索環(huán)部分的至少一部分和壓接環(huán)的縱向邊緣中的一個(gè)，并且定位壓接環(huán)的步驟包括將壓接環(huán)的縱向邊緣中的相應(yīng)一個(gè)和第二索環(huán)部分的至少一部分容納在第一外殼部分的