CN109560216A - 蛤壳形式的生物医学装置电池 - Google Patents

Abstract

本发明主题为“蛤壳形式的生物医学装置电池”。本发明描述了用于形成蛤壳式形状的电池的设计、策略和方法。在一些示例中，气密密封可用于密封蛤壳式形状的电池内的电池化学物质。这可以提高通电元件的生物相容性。在一些示例中，蛤壳形式的生物相容性通电元件可用于生物医疗装置。在一些另外的示例中，所述蛤壳形式的生物相容性通电元件可用于接触镜片。

Description

蛤壳形式的生物医学装置电池

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2016年9月12日提交的美国临时专利申请62/393,281 的权益。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及电子眼科装置，诸如可佩戴镜片，包括接触镜片、植入式 镜片，包括眼内镜片(IOL)、以及包括光学部件的任何其他类型的装置， 并且更具体地，涉及特别是通过形成由固体结构制成的蛤壳形式来改善电 池的生物相容性方面的设计和方法。在一些其他示例中，生物相容性电池 的使用领域可包括需要能量的任何生物相容性装置或产品。

2.相关领域描述

随着电子装置持续小型化，越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴 的或可嵌入的微电子装置。此类用途可包括监测身体化学性质的各方面、 响应于测量或者响应于外部控制信号通过各种机械装置(包括自动地)施 用受控剂量的药物或治疗剂、以及增强器官或组织的机能。此类装置的示 例包括葡萄糖输液泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。 一种新的尤其有用的应用领域在于眼科可佩戴镜片和接触镜片。例如，可 佩戴镜片可结合镜片组件，该镜片组件具有电子可调整焦距，以增强或提 高眼睛的机能。在另一个示例中，无论具有还是不具有可调整焦距，可佩 戴的接触镜片都可结合电子传感器，以检测角膜前(泪)膜中特定化学物 质的浓度。在镜片组件中使用嵌入式电子器件引起对如下的潜在需求：需 要与电子器件通信，需要一种对包括功率控制或功率管理电路的电子器件 供电和/或重新供能的方法，需要将电子器件互连，需要内部和外部传感和/ 或监视，以及需要控制电子器件和镜片的总体功能。

人眼具有辨别上百万种颜色、易于调节以改变光状况的能力、以及以 超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。当前，镜片 诸如接触镜片和眼内镜片被用来矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远 视(远视眼)、老花眼和散光。然而，结合附加部件的适当地设计的镜片 可用来提高视力以及矫正视力缺陷。

接触镜片可用于矫正近视、远视、散光以及其他视觉灵敏度缺陷。接 触镜片也可用于增强佩戴者的眼睛的自然外观。接触镜片或“触体”仅仅 是放置在眼睛的前表面上的镜片。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴 用于矫正视力以及/或者用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起， 商业上就已利用接触镜片来改善视力。早期的接触镜片由硬性材料制成或 制造，相对较为昂贵并且易碎。此外，这些早期的接触镜片由如下材料制成，这些材料不允许足够的氧气穿过接触镜片传输到结膜和角膜，这潜在 地可引起许多不良临床效应。尽管仍使用这些接触镜片，但它们因初始舒 适度较差，并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的 软性接触镜片，该软性接触镜片在当今极其流行且得到广泛利用。具体地 讲，当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益 效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能结合在一起。本质上，与由早 期硬性材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有 更高的透氧度并且大体有更高的佩戴舒适度。

常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以便如上所简述的矫 正各种视力问题。为了实现增强的功能，必须将各种电路和部件集成到这 些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感 器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制的光电部件集成到接触透 镜中，以便不仅矫正视力，还提高视力，以及提供如本文所解释的附加功 能。电子式和/或电力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力或者仅只 是通过修改镜片的屈光能力来提供增强的视力。电子式和/或电力式接触镜 片可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字 幕、提供导航系统的视觉提示，以及提供图像处理和互联网接入。镜片可 被设计成允许佩戴者在低光照状况下视物。在镜片上适当设计的电子器件 和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学镜片的情况下将图像投射 到视网膜上，提供新型图像显示器，并且甚至提供唤醒警示。另选地，或 者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触镜片可结合用于非入侵地 监视佩戴者的生物标记物的部件和健康指示器。例如，通过分析泪膜的组 分，内置于镜片中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽 血。此外，适当地配置的透镜可结合传感器以用于监视胆固醇、钠和钾水 平以及其它生物标记物。与无线数据发送器联接，这可允许医师几乎立即 得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室进行抽血。此 外，可利用内置于镜片中的传感器来检测入射到眼睛上的光，以补偿环境 光照状况或者用于确定眨眼模式。

装置的适当组合可产生可能无限的功能；然而，存在与将附加部件结 合到光学级聚合物件上相关联的多种困难。通常，由于多种原因难以在镜 片上直接制造此类部件，并且难以将平面装置安装和互连在非平面表面 上。还难以按比例制造。待放置在镜片上或镜片中的部件需要小型化且集 成到仅1.5平方厘米的透明聚合物上，同时保护这些部件不受眼上液体环境 的影响。由于附加部件的增加的厚度，还难以制造对于佩戴者而言舒适且安全的接触镜片。

考虑到眼科装置诸如接触镜片的面积和体积限制以及其使用环境，装 置的物理实现必须克服多个问题，包括将多个电子部件安装和互连在非平 面表面上，这些电子部件中的大多数部件包含光学塑料。因此，需要提供 机械稳固和电稳固的电子式接触镜片。

由于这些是电动式镜片，因而考虑到在眼科镜片规模上的电池技术， 用于驱动电子器件的能量或更具体地电流消耗是一个关切问题。除了正常 电流消耗之外，此类电动式装置或系统通常需要待机电流储备、确保在可 能的各种操作参数下操作的精确的电压控制和转换能力、以及应对可能保 持多年闲置后的突发消耗，例如，单次充电至多十八(18)小时。因此，需要 一种电动式眼科镜片，其在提供用以驱动各种部件(包括可变焦光学器件)的必要电力的同时，还在低成本、长时间可靠服务、安全性、尺寸和 速度方面进行了优化。

此类镜片的一个重要的部件是用于给镜片供电的通电元件，其在许多 情况下可为电池。当在生物医疗型应用中使用电池时，可能重要的是，电 池的结构和设计能够适应生物相容性的各方面。因此，存在对形成用于具 有重大改进容纳方面的生物相容性通电元件的生物相容性电池的新型示例 的需要。

发明内容

因此，本发明公开了用于在生物相容性通电元件中使用的与改进的容 纳有关的策略和设计。蛤壳形式可一般涉及具有凹陷部的形状，该凹陷部 具有围绕边缘的可被聚集在一起以沿边缘进行密封的脊。该脊可被制造成 沿腔或凹陷部的侧面的薄的特征结构，该腔或凹陷部可填充有其他材料。 在电池材料旁边的薄的特征结构可以各种方式密封以形成气密密封。如针 对电池的生物相容性所提及的那样，气密密封可为重要的。气密密封对电 池的功能来说也可为重要的，因为这可阻止重要的电池组分从电池渗漏。 在一些情况下，密封的重要性可涉及阻止材料渗漏到电池中。

蛤壳形式可允许对各种材料进行处理以用电池化学物质和组分填充蛤 壳件，并然后提供处理密封区域的稳便装置以形成良好的密封性。可使用 各种材料来形成蛤壳部件，包括金属、陶瓷、玻璃、半导体等。这些材料 类型中的每一个都可具有与之相关的不同的优点和特征，如本文所讨论。 例如，半导体材料可以掺杂有掺杂物以改变材料的导电性并产生接触区 域。

在一些示例中，各种蛤壳示例的密封可通过用金属密封部涂覆它们以 及材料表面的至少部分中的蛤壳材料而变得甚至更加气密。在一些示例 中，化学镀工艺，无论是单独地或与后续电镀工艺一起，可用于在表面上 生成可能与电化学方法直接生成的沉积不同的金属沉积。对于塑料形式的 电池部件，密封性改善和电池完整性可尤其得到提高。

一个一般的方面包括生物医疗装置，该生物医疗装置包括电活性部件 和电池。该电池还包括阳极集流体，或者阳极用作其自身的集流体。该电 池还包括阴极集流体。该电池还包括阳极。该电池还包括阴极。该电池还 包括包封阳极和阴极的蛤壳件，具有用于阳极集流体的第一渗透部、用于 阴极集流体的第二渗透部和位于顶部蛤壳式半部和底部蛤壳式半部之间的 气密密封部。该电池还包括围绕顶部蛤壳式半部和底部蛤壳式半部的外表 面的至少一部分的金属涂层，其中该金属涂层沉积有至少第一化学镀层。 该电池还包括第一生物相容性包封层，其中该第一生物相容性包封层至少 包封电活性部件和电池。

一个一般方面包括一种蛤壳式电池，该蛤壳式电池包括：阳极集流 体，其中所述阳极集流体为顶部蛤壳式半部内的第一金属膜或箔；阳极， 其中阳极化学物质容纳在顶部蛤壳式半部内或沉积在顶部蛤壳式半部上； 阴极集流体，其中该阴极集流体为底部蛤壳式半部内的第二金属膜或箔； 阴极，其中阴极化学物质容纳在底部蛤壳式半部内或沉积在底部蛤壳式半 部上；并且其中顶部蛤壳式半部和底部蛤壳式半部由陶瓷、金属、玻璃或 塑料材料中的一者或多者形成，并且其中在顶部蛤壳式半部的凸缘特征和 底部蛤壳式半部的凸缘特征之间形成密封部。

一个一般方面包括一种蛤壳式电池，该蛤壳式电池包括：阳极集流 体，其中阳极集流体为第一金属蛤壳件；阳极，其中阳极化学物质被包含 在第一金属蛤壳件内；阴极集流体，其中阴极集流体为第二金属蛤壳件； 阴极，其中阴极化学物质被包含在第二金属蛤壳件内；绝缘中间蛤壳件， 其具有与第一金属蛤壳件密封地接合的第一密封表面和与第二金属蛤壳件 密封地接合的第二密封表面；以及密封材料，其位于第一密封表面和第一 金属蛤壳件之间的间隙中。

一个一般方面包括一种蛤壳式电池，该蛤壳式电池包括：阳极集流 体，其中阳极集流体为第一塑料蛤壳件，其中该塑料可以是导电有机半导 体；阳极，其中阳极化学物质被包含在第一塑料蛤壳件内；阴极集流体， 其中阴极集流体为第二塑料蛤壳件；阴极，其中阴极化学物质被包含在第 二塑料蛤壳件内；以及包含熔融区域的密封部，该熔融区域包括第一塑料 蛤壳件的凸缘区域和第二塑料蛤壳件的凸缘区域。在一些示例中，第二蛤 壳件可以是蛤壳式电池中的扁平件。

一个一般方面包括一种蛤壳式电池，该蛤壳式电池包括：阳极集流 体，其中阳极集流体为第一半导体蛤壳件；阳极，其中阳极化学物质被包 含在第一半导体蛤壳件内；阴极集流体，其中阴极集流体为第二半导体蛤 壳件；阴极，其中阴极化学物质被包含在第二半导体蛤壳件内；密封部， 其位于第一半导体蛤壳件的凸缘区域和第二半导体蛤壳件的凸缘区域之 间；并且其中第一半导体蛤壳件和第二半导体蛤壳件的隔离区域为掺杂的 以允许电流从电池内的掺杂区域流动至外部连接件。

一个一般方面包括一种制造蛤壳式电池的方法，该方法包括接收由绝 缘材料制成的第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部，其中蛤壳式半部具有主 体区域用于支撑由凸缘围绕的电池部件。通常，材料的凸缘的示例可以从 主体区域的材料的边缘突出以形成唇缘。在一些其他示例中，凸缘可以是 位于形成蛤壳主体的材料的端部处的平坦区域。在另外的示例中，形成蛤 壳式电池的件的半部之一可具有主体和凸缘，并且第二件可以是扁平件， 其中凸缘可以是扁平件周边周围或附近的理论特征。两个件的凸缘表面或 者第一件的凸缘和第二扁平件的一部分形成可以围绕蛤壳式装置的整个主 体密封的表面。

该方法还包括在第一蛤壳式半部中限定导电迹线。该方法还包括将阳 极沉积在第一蛤壳式半部中。该方法还包括将阴极沉积在第二蛤壳式半部 中。该方法还包括将隔膜置于第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部中的一者 或两者上。该方法还包括将电解质沉积到第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半 部中的一者或两者中。该方法还包括接合蛤壳式半部。该方法还包括在蛤 壳式半部的凸缘之间形成密封部。

一个一般方面包括一种制造蛤壳式电池的方法，该方法包括接收由塑 料材料制成的第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部，其中蛤壳式半部具有主 体区域用于支撑由凸缘围绕的电池部件，其中该凸缘可用于密封。该方法 还包括在第一蛤壳式半部中限定导电迹线。该方法还包括将阳极沉积在第 一蛤壳式半部中。该方法还包括将阴极沉积在第二蛤壳式半部中。该方法 还包括将隔膜置于第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部中的一者或两者上。 该方法还包括将电解质沉积到第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部中的一者 或两者中。该方法还包括接合蛤壳式半部。该方法还包括在蛤壳式半部的 凸缘之间形成密封部，其中形成密封部包括一起熔融第一蛤壳式半部和第 二蛤壳式半部的塑料凸缘。该方法还包括利用化学镀来密封第一蛤壳式半 部和第二蛤壳式半部的表面的至少一些部分。

一个一般方面包括一种制造蛤壳式电池的方法，该方法包括接收由半 导体材料制成的第一蛤壳式半部和由半导体材料制成的第二蛤壳式半部， 其中蛤壳式半部具有主体区域用于支撑由凸缘围绕的电池部件，其中该凸 缘可用于密封。该方法还包括掺杂第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部中的 一者或两者的区域，其中该掺杂提高材料的电导率以形成接触区域。该方 法还包括将金属膜沉积在第一蛤壳式半部的表面上。该方法还包括将阳极 沉积在第一蛤壳式半部中。该方法还包括将阴极沉积在第二蛤壳式半部 中。该方法还包括将隔膜置于第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部中的一者 或两者上。该方法还包括将电解质沉积到第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半 部中的一者或两者中。该方法还包括接合蛤壳式半部。该方法还包括在蛤 壳式半部的凸缘之间形成密封部。该方法还包括利用化学镀来密封第一蛤 壳式半部和第二蛤壳式半部的表面的至少一些部分。

附图说明

通过对本发明的优选实施方案进行以下更具体的描述，如附图中所 示，本发明的上述及其他特征和优点将显而易见。

图1A至图1B示出了与接触镜片的示例性应用一致的通电元件的示例 性方面。

图2A1示出了具有内嵌凸缘特征的示例性蛤壳形式的剖视图。

图2A2示出了具有突出凸缘特征的示例性蛤壳形式的剖视图。

图2A3示出了具有凹陷蛤壳式半部和扁平件的示例性蛤壳形式的剖视 图。

图2B至图2E示出了具有气密密封的示例性蛤壳形式的各方面。

图3A至图3I示出了另外的示例性蛤壳式电池设计。

图4示出了具有两个以上容纳部件的蛤壳式设计。

图5A至图5D示出了利用化学沉积和电镀实现气密密封的示例性塑料 蛤壳形式。

图6A至图6D示出了示例形状的蛤壳式电池设计。

图7示出了制造具有由绝缘材料制成的蛤壳式半部的蛤壳式电池的示 例性方法流程。

图8示出了制造具有由塑料材料制成的蛤壳式半部的蛤壳式电池的示 例性方法流程。

图9示出了制造具有由金属材料制成的蛤壳式半部的蛤壳式电池的示 例性方法流程。

图10示出了制造具有由半导体材料制成的蛤壳式半部的蛤壳式电池的 示例性方法流程。

具体实施方式

本申请中公开了形成具有改善的生物相容性的蛤壳形式电池的方法。 在下述部分中，给出了各种示例的详细描述。文中描述的示例仅为示例性 实施方案，各种变型和更改对于本领域的技术人员而言可为显而易见的。 因此，示例不限制本申请的范围。在一些示例中，这些生物相容性电池可 被设计成在活生物体的机体中或其附近使用。

术语

在下文的说明和权利要求书中，可用到各种术语，它们将采用以下定 义：

如本文所用的“阳极”是指在放电循环期间电流流入极化的电气装置 诸如例如电池所经过的电极。电流的方向通常与电子流的方向相反。换句 话讲，电子从阳极流进例如电路中。如本文所用，极化装置的相同元件被 称为阳极，即使在再充电循环以及其他事件诸如电镀该元件期间，标准定 义可不同地称呼该元件。

如本文所用，电池是指由单个电化学电池单元或多个电化学电池单元 组成的电化学电源，其中多个电化学电池单元被适当地连接在一起以提供 期望的电压或电流。电池单元可以是一次(不可再充电)或二次(可再充 电)电池单元。

如本文所用，“粘结剂”是指能够表现出对机械变形的弹性反应并且 与其他通电元件部件化学相容的聚合物。例如，粘结剂可以包括电活性材 料、电解质、聚合物等。在一些示例中，粘结剂可以指在粘性物质中保持 颗粒和/或颗粒+液体在一起的物质。

如本文所用，“生物相容性”是指在具体的应用中以合适的宿主反应 执行的材料或装置。例如，生物相容性装置对生物系统不具有毒性或有害 作用。

如本文所用的“阴极”是指在放电循环期间电流流出极化的电气装置 诸如电池所经过的电极。电流的方向通常与电子流的方向相反。因此，电 子流进极化的电气装置的阴极并流出(例如)所连接的电路。如本文所 用，极化装置的相同元件被称为阴极，即使在再充电循环以及其他事件诸 如电镀该元件期间，标准定义可不同地称呼该元件。

如本文所用的“蛤壳式”通常是指具有凹陷部的形状，该凹陷部具有 围绕边缘的可被聚集在一起以沿边缘进行密封的脊。在一些示例中，各个 件可以接合在一起。在其他示例中，各个件可以作为单独的蛤壳式部分存 在。在一些示例中，蛤壳式电池可以由具有利用脊进行密封的凹陷部的第 一件形成，其中第二件是可以密封到第一件的脊的扁平材料。

如本文所用的“涂层”是指薄的形式的材料沉积物。在一些用途中， 该术语将指代基本上覆盖基底表面的薄沉积物，该沉积物在基底表面上形 成。在其他更特殊的用途中，该术语可用于描述在表面的更小区中的小且 薄的沉积物。

如本文所用，“电极”可指能量源中的有效质量。例如，它可包括阳 极和阴极中的一者或两者。

如本文所用，“通电的”是指能够提供电流或能够在其内储存电能的 状态。

如本文所用，“能量”是指使物理系统做功的能力。通电元件的许多 用途可涉及能够执行电动作的能力。

如本文所用的“能量源”或“通电元件”或“通电装置”是指能够提 供能量或将逻辑或电气装置置于通电状态的任何装置或层。通电元件可包 括电池。电池可由碱性类型的电池化学物质形成，并且可为固态电池或湿 电池，包括水碱、水酸或水盐电解质化学物质或非水性化学物质、熔盐化 学物质或固态化学物质。电池可以是干电池单元(固定电解质)或湿电池 单元(自由、液体电解质)类型。

如本文所用，“填料”是指不与酸性电解质或碱性电解质反应的一种 或多种通电元件分隔物。一般来讲，填料可包括基本上不溶于水的材料， 诸如炭黑；煤粉；石墨；金属氧化物和氢氧化物，诸如硅、铝、钙、镁、 钡、钛、铁、锌和锡的那些金属氧化物和氢氧化物；金属碳酸盐，诸如钙 和镁的那些碳酸盐；矿物质，诸如云母、蒙脱土、高岭石、绿坡缕石和滑石；合成的和天然的沸石，诸如波特兰水泥；沉淀金属硅酸盐，诸如硅酸 钙；中空或实心聚合物或玻璃微球、薄片和纤维；等等。

如本文所用的“功能化的”是指使层或装置能够执行包括例如通电、 激活和/或控制的功能。

如本文所用，“模具”是指可以用于由未固化的制剂形成三维物体的 刚性或半刚性物体。一些示例性模具包括两个模具部件，该两个模具部件 在彼此相对时限定三维物体的结构。

如本文所用，“功率”是指每单位时间内做的功或传递的能量。

如本文所用，“可再充电”或“可再通电”是指恢复到具有更大做功 能力的状态的能力。多种用途可涉及具有能够使电流以某一速率在特定的 恢复时间周期内流动的恢复能力。

如本文所用，“再通电”或“再充电”是指恢复到具有更大做功能力 的状态。多种用途可涉及使装置恢复到使电流以某一速率在特定的恢复时 间段内流动的能力。

如本文所用的并有时称为“从模具释放”的“释放”意指三维物体与 模具完全分离，或者只是松散地附接到模具，使得可通过轻轻晃动而移 除。

如本文所用，“堆叠的”是指将至少两个部件层紧邻彼此放置，使得 其中一层的一个表面的至少一部分接触第二层的第一表面。在一些示例 中，不论用于粘附还是用于其他功能的涂层都可驻留在通过所述涂层彼此 接触的两个层之间。

如本文所用，“迹线”是指能够将电路部件连接在一起的通电元件部 件。例如，当基底为印刷电路板时，电路迹线可包括铜或金，并且在柔性 电路中通常可为铜、金或印刷膜。一种特殊类型的迹线为集流体。集流体 是具有电化学相容性的迹线，这使得集流体适用于引导电子流向或流出电 化学电池单元的阴极或阳极。

根据本发明，还可存在关于如何组装和配置电池的其它示例，其中一 些可在以下部分中描述。然而，对于许多这些示例，存在可独立进行描述 的电池的所选参数和特性。在下述部分中，将重点描述一些特性和参数。

具有生物相容性通电元件的示例性生物医疗装置构造

可结合本发明的通电元件、电池的生物医疗装置的示例可以是电活性 调焦接触镜片。参见图1A，此类接触镜片插入件的示例可被示为接触镜片 插入件100。在接触镜片插入件100中，可存在电活性元件120，该电活性 元件可响应于控制电压来适应聚焦特性变化。用于提供这些控制电压信号 以及用于提供其它功能(诸如控制对用于外部控制信号的环境的感测)的 电路105可由生物相容性电池元件110供电。如图1A所示，电池元件110 可作为多个主要件，在这种情况下是三个件，并且可包括各种电池化学元 件构型，如所讨论的那样。电池元件110可具有各种互连特征，以将可示 出为在互连件区114下方的件接合在一起。电池元件110可连接至电路元 件105，该电路元件可具有自身的基底115，互连特征125和130可位于该 基底上。可为集成电路形式的电路105可电连接和物理连接至基底115及 其互连特征结构125和130。

参见图1B，接触镜片150的横截面浮雕可包括接触镜片插入件100和 其所讨论的成分。接触镜片插入件100可被封装到接触镜片水凝胶155的 裙边中，裙边可封装接触镜片插入件100并为用户的眼睛提供与接触镜片 150的舒适接触界面。

微电池的电要求

设计考虑的另一个领域可涉及装置的电要求，这可由电池提供。为了 用作医疗装置的电源，当在非连接或非外部供电模式中工作时，可能需要 适当的电池来满足系统的全面电要求。非连接或非外部供电的生物医疗装 置的新兴领域可包括，例如，视力矫正接触镜片、健康监测装置、药丸摄 像机、以及新型装置。集成电路(IC)技术的最新进展可允许在极低的电流水 平下进行有意义的电操作，例如，待机电流仅为皮安级以及工作电流仅为微安级。IC的进展也可允许非常小的装置。

用于生物医疗应用的微电池可需要满足许多同步的、挑战性的需求。 例如，微电池可需要具有将合适的工作电压递送至相结合的电路的能力。 该工作电压可受若干因素的影响，包括：IC工艺“节点”、电路到其他装 置的输出电压、以及具体的电流消耗目标，这也可与期望的装置寿命相 关。

至于IC工艺，节点通常可通过晶体管的最小特征尺寸进行区分，诸如 其“所谓的”晶体管通道。该物理特征以及IC制造的其他参数诸如栅极氧 化物厚度可与针对在给定工艺节点中制造的场效应晶体管(FET)的“开启” 电压或“阈值”电压所得的评级标准相关联。例如，在最小特征尺寸为0.5 微米的节点中，场效应晶体管开启电压通常为5.0V。然而在最小特征尺寸 为90nm的节点中，场效应晶体管开启电压可为1.2V、1.8V和2.5V。IC铸 造厂可提供数字区块的标准单元，例如，已经表征并额定用于特定的电压 范围的逆变器和触发器。设计者基于若干因素选择IC工艺节点，包括数字 装置的密度、模拟/数字混合信号装置、泄漏电流、布线层、以及特殊装置 诸如高电压场效应晶体管的可用性。考虑到可从微电池获取电力的电部件 的这些参数方面，特别是就可用电压和电流来说，微电池功率源与所选的 工艺节点及IC设计的要求相匹配是重要的。

在一些示例中，由微电池供电的电路可连接至另一装置。在非限制性 示例中，微电池供电的电路可连接至致动器或换能器。取决于应用，这些 可包括发光二极管(LED)、传感器、微电子机械系统(MEMS)泵或许多其他 此类装置。在一些示例中，此类连接的装置可需要比一般IC工艺节点高的 工作电压条件。例如，变焦镜片可需要35V来启动。因此，当设计此类系 统时，电池提供的工作电压可为关键的考虑因素。在这类考虑因素的一些 示例中，镜片驱动器从1V的电池产生35V电压的效率可明显低于它从2V 的电池产生35V电压的效率。还考虑到微电池的工作参数，另外的要求诸 如模具尺寸可明显不同。

通常可用开路电压、负载电压和截止电压来评定单个电池单元。开路 电压是由具有无限负载电阻的电池单元产生的电势。负载电压是在合适 的、通常还是指定的负载阻抗跨电池终端放置时电池所产生的电势。截止 电压通常是电池的大部分已放电时的电压。截止电压可表示电压或放电程 度，低于该电压或放电程度时电池应停止放电以避免有害影响，诸如过度 放气。截止电压不仅受电池本身的影响，通常还可受电池所连接电路的影响，例如电子电路的最低工作电压。在一个示例中，碱性电池的开路电压 可为1.6V，负载电压可在1.0V至1.5V的范围内，并且截止电压可为 1.0V。给定微电池单元设计的电压可取决于采用的电池化学物质的其他因 素。因此，不同的电池化学物质可具有不同的电池电压。

可将电池串联连接来增加电压值；然而，该组合权衡尺寸、内电阻以 及电池复杂性。电池也可以并联构型组合，以减小电阻并且增大容量；然 而，此类组合可权衡尺寸和储存寿命。

电池容量可为电池在一段时间内递送电流或做功的能力。电池容量可 通常以单位诸如微安-小时表示。可递送1微安电流1小时的电池具有1微 安-小时的容量。通常可以通过增加电池装置内反应物的质量(因而增大体 积)来增加容量，然而应该认识到，生物医疗装置在可用体积方面可受到 明显约束。电池容量也可能受到电极和电解质材料以及其他因素的影响， 这些其他因素诸如电极的物理设计、设置在电极之间的任何隔离材料的性质和尺寸，以及阳极、阴极活性材料、导电助剂和电解质的相对比例。

根据电池所连接的电路的要求，电池可需要一定的值范围内的源电 流。在启动使用之前的储存过程期间，大约皮安至纳安级的泄漏电流可能 流过电路、互联器及绝缘体。在启动操作期间，电路可消耗流到样品传感 器、运行计时器的静态电流，并执行此类低电耗功能。静态电流消耗可为 大约纳安至毫安级。电路还可具有甚至更高的峰值电流需求，例如当写入 闪存存储器或通过射频(RF)通信时。该峰值电流可扩大至几十毫安或更 大。微电池装置的电阻和阻抗对于设计考虑也可为重要的。

储存寿命通常是指电池在存放时能够持续带电并仍保持可用工作参数 的时长。由于若干原因，储存寿命对于生物医疗装置可尤为重要。电子装 置可取代非电动装置，例如电子接触镜片的引入。由于消费者、供应链、 和其他要求，这些现有市场空间中的产品可已建立了储存寿命要求，例如 三年。通常情况下，期望的是新产品不改变此类规格。也可根据包括微蓄 电池的生物装置的配送方法、库存方法和使用方法来设定储存寿命要求。 因此，用于生物医疗装置的微电池可具有特定的储存寿命要求，例如储存 寿命可以年数来测量。

在一些示例中，三维生物相容性通电元件可为可再充电的。例如，还 可以在三维表面上制作感应线圈。然后感应线圈可通过射频(“RF”)卡(fob) 通电。感应线图可连接到三维生物相容性通电元件，以在向感应线圈施加 RF时使通电元件再充电。在另一个示例中，还可以在三维表面上制作光 伏，并连接到三维生物相容性通电元件。当暴露于光或光子时，光伏将产 生电子以对通电元件再充电。

在一些示例中，电池可用于为电系统提供电能。在这些示例中，电池 可电连接至该电系统的电路。电路与电池之间的连接部可归类为互连部。 由于若干因素，对于生物医学微电池，这些互连部可变得越来越具有挑战 性。在一些示例中，动力生物医疗装置可非常小，从而使得用于互连部的 面积和体积很小。尺寸和面积的限制可影响互连部的电阻与可靠性。

在其他方面，蓄电池可包含可在高温下沸腾的液体电解质。该限制可 直接与使用焊料互连部的需求相竞争，焊料互连部可例如需要相对较高的 温度诸如250摄氏度来进行熔融。虽然在一些示例中，包括电解质的电池 化学物质和用于形成基于焊料的互连部的热源可在空间上相互隔离。但就 新兴的生物医疗装置而言，小尺寸可阻碍电解质和焊料接合部通过间隔足 够距离分离来减少热传导。

模块化的电池部件

在一些示例中，可根据本发明的一些方面和示例来形成模块化的电池 部件。在这些示例中，模块化电池组件可为与生物医疗装置的其他部分分 开的部件。在眼科接触镜片装置的示例中，此类设计可包括与介质插入件 的其余部分开的模块化电池。可存在形成模块化电池部件的许多优点。例 如，在接触镜片的示例中，模块化电池部件可以在单独的、非集成的工艺 中形成，这可以缓解处理刚性的、三维成型的光学塑料部件的需要。此 外，制造的来源可更加灵活，并且能够以与生物医疗装置中的其他部件的 制造更加并行的模式进行操作。另外，模块化电池部件的制造可脱离三维 (3D)成形装置的特性。例如，在需要最终为三维形式的应用中，可以将模 块化的电池系统制成扁平或大致二维(2D)的透视图，然后成形为适当的三 维形状。在一些示例中，电池可能足够小以至于即使没有弯曲也不会扰乱 三维形状。在一些其他示例中，可将一组多个小电池装配到三维形状的空 间中。由于电池部件可在组装之前进行分类，所以模块化电池部件可独立 于生物医疗装置的其余部分进行测试，并产生损耗。所得的模块化电池部 件可用于各种介质插入件构造中，这些构造不具有可于其上形成电池部件 的合适刚性区，并且在另一个示例中，模块化电池部件的使用可有利于使 用不同选项的制造技术而非原本使用的技术，诸如基于幅材的技术(卷对卷)，基于片材的技术(片对片)、印刷、平版印刷以及“刮压”处理。 在模块化电池的一些示例中，此类装置的离散容纳方面可导致附加的材料 被添加到整个生物医疗装置构造。当可用空间参数需要最小化的溶液厚度 或体积时，此类影响可设定模块化电池溶液的使用限制。

电池元件的内部密封

在生物医疗装置中使用的电池元件的一些示例中，电池的化学作用涉 及水溶液化学，其中水或水分是控制的重要成分。因此，可能重要的示例 是，结合延迟或阻止湿气离开或进入到电池主体的运动的密封机构。可设 计防潮层来使内部湿气水平保持在设计的水平，在一定公差范围内。在一 些示例中，防潮层可划分为两个区段或部件；即包装件和密封部。

包装件可以是指壳体的主材料。在此类示例中，包装件可包含块体材 料。水蒸汽透过率(WVTR)可以是符合控制测试规程(包括测试过程中的操 作环境条件)的ISO和/或ASTM标准的性能指标。理想的是，良好电池包 装件的WVTR可为“零”。WVTR接近0的示例性材料可为玻璃和金属 箔，以及陶瓷和金属片。另一方面，塑料对湿气可为固有多孔的，并且不同类型的塑料可显著不同。工程化材料、层合物或共挤出物可通常为常用 包装件材料的混合物。

密封部可为两个所述包装件表面之间的界面。密封部表面的连接修整 壳体连同包装件。在许多示例中，密封设计的性质可因为在采用ISO或 ASTM标准进行测量时由于样品尺寸或表面积与这些测试过程不兼容而存 在困难，所以难以对密封部的WVTR进行表征。在一些示例中，测试密封 完整性的实际方法可为针对一些限定条件进行的实际密封设计的功能性测 试。密封性能可为密封材料、密封厚度、密封长度、密封宽度以及对包装 件基底的密封粘附性或紧密性的函数。

在一些示例中，密封部可通过焊接法形成，这可涉及热处理、激光处 理、溶剂处理、摩擦处理、超声波处理或电弧处理。在其他示例中，密封 部可以通过使用粘合剂密封剂形成，诸如胶、环氧树脂、丙烯酸类树脂、 天然橡胶、合成橡胶、树脂、焦油或沥青。可通过使用垫圈型材料来推导 出其他示例，该垫图型材料可由天然和合成橡胶、聚四氟乙烯(PTFE、)、聚 丙烯和有机硅等多种非限制性示例形成。在一些示例中，密封材料可以是 热固性材料、热塑性材料或热固性材料和热塑性材料的组合。

在一些示例中，可将根据本发明的电池设计成具有指定的工作寿命。 工作寿命可以通过确定可使用特定电池系统获得的实际透湿量，然后估计 这种湿气渗漏何时可导致电池的寿命终止条件来估计。例如，如果电池保 存在潮湿的环境中，那么电池内部和外部的局部压力差将被最小化，从而 导致水分损失速率减小，因此电池的寿命可延长。保存在特别干燥和热的 环境中的相同示例性电池可因为水分损失的强大驱动作用而具有显著降低 的预期寿命。

金属/金属、金属/玻璃、金属/陶瓷、玻璃/玻璃、半导体/半导体以及金属/半导体 密封

可存在许多手段来在可充当电池化学物质容纳件的固体材料之间形成 气密或良好密封的界面。用于在固体材料之间形成适当的气密机械粘合的 典型方式包括焊接、钎焊和熔接。这些方法可以被视为在很大程度上相 似，因为它们都包括热处理以下两种材料：基材(待粘合的材料，其可以 是均质或非均质材料)和在两种基材之间粘合的填料。这些方法之间存在 的主要区别可以被认为是每种方法的用于加热的材料的具体温度，以及当 长时间施加时，这些温度如何影响每种材料的性质。更具体地说，钎焊和 焊接都可以利用高于填料材料的液相线温度但低于两种基材的固相线温度 的温度。钎焊和焊接之间可能存在的主要区别可以被认为是施加的具体温 度。例如，如果施加的温度低于450℃，则该方法可以称为焊接，如果施加 的温度高于450℃，则可以称为钎焊。然而，熔接可以类似地利用高于填料 材料和基材的液相线的施加温度。

上述方法中的每一种可以用于各种材料组合，并且特定的材料组合可 以能够通过这些方法中的不止一种方法粘合在一起。用于将两种材料粘合 在一起的这些方法中的最佳选择可以通过任何数量的特性来确定，包括但 不限于所需材料的具体材料性质和液相线温度、所需粘合或填料材料的其 他热性能、粘合两种材料的工人或机器的技能、时间和精度，以及每种方 法对粘合材料的机械或表面损伤的可接受程度。在一些示例中，根据本发 明，用于将两种材料粘合在一起的材料可以包括纯金属，诸如金、银、铟 和铂。还可以包括合金，诸如银-铜、银-锌、铜-锌、铜-锌-银、铜-磷、银- 铜-磷、金-银、金-镍、金-铜、铟合金和铝-硅。它还可以包括活性钎焊合 金，诸如可以包括金、铜、镍、银、钒或铝的钛活性钎焊合金。可存在符 合本公开中提及的密封需求的其他钎焊材料。

用于这些粘合方法中的每一种的不同材料组合可以包括金属/金属、金 属/玻璃、金属/陶瓷、玻璃/玻璃、半导体/半导体以及金属/半导体。

在第一类型的示例中，可以形成金属到金属密封。焊接、钎焊和熔接 都十分常用于金属/金属粘合。由于不同金属之间各种金属的材料性质变化 很大，所以金属的液相线温度通常可以是决定的特性，根据该特性来对所 需金属使用粘合方法，例如，碱金属可具有如此低的液相线温度，使其会 在钎焊温度下迅速熔化，或者碱金属可具有如此高的液相线温度，使得不 对焊接温度产生化学响应来形成适当的键。

在另一种类型的示例中，可以形成金属到玻璃(或玻璃到金属)的密 封。由于金属和玻璃作为材料的不均匀性，典型的金属/金属粘合方法可能 不利于金属与玻璃的粘合。例如，金属/金属焊接中使用的典型填料材料可 能与金属良好粘合，但在热处理下可能不与玻璃反应来与其表面粘合。克 服这个问题的一个可能事物可以是使用粘合这两种材料的其他材料，诸如 环氧树脂。典型的环氧树脂在其结构中具有侧羟基基团，可以使它们与无 机材料牢固粘合。环氧树脂可以容易且经济地施加在材料之间，全面地粘 合到许多类型的表面。环氧树脂也可以在通过许多方法施用之前或之后容 易地固化，诸如随后快速施加的化学物质混合，将能量引入环氧树脂以引 发粘合/固化反应的热、光基或其他类型的辐射，或通过其他方法。基于许 多不同的性质，包括但不限于粘合强度、易于施用性、固化方法、固化时 间、可粘合材料等，许多不同类型的环氧树脂可具有针对不同应用的不同 有利条件。为了使用环氧树脂实现真正的气密密封，考虑某些流体通过环 氧树脂时的泄漏率至关重要。然而，使用环氧树脂的气密密封提供了使用 铜合金用于电线或引脚的灵活性，同时仍然保持气密密封，这不同于其他 类型的粘合或气密密封所需的导电性较差的材料。然而，环氧树脂密封通 常在比其他粘合方法更受约束的操作温度范围内可行，并且还可以具有明 显较低的粘结强度。

在另一类型的示例中，可以形成金属到陶瓷(或陶瓷到金属)密封。 可以将钎焊视为实现金属到陶瓷粘合的典型方法，并且存在许多被证明并 被接受用于实现材料之间的气密密封的方法。这可以包括钼-锰/镍电镀法， 其中钼和锰颗粒与玻璃添加剂和挥发性载体混合以形成涂层，该涂层被施 加到将被钎焊的陶瓷表面。将该涂层加工，然后镀镍并进一步处理，使得 现在可以使用标准方法和填料材料进行钎焊。

薄膜沉积是另一种常用的钎焊方法。在该方法中，可以使用物理气相 沉积(PVD)法将材料组合施加到非金属表面。对所施加的材料的选择可以取 决于期望的材料性质或层厚，并且偶尔施加多层。该方法具有许多优点， 包括便于应用广泛多样的可能金属，以及速度，和经证明与标准材料一致 的成功。然而，也存在缺点，包括需要专门的PVD设备来施加涂层；如果 需要掩蔽，则需要复杂的掩蔽技术；以及陶瓷的几何形约束可能不利于均 匀涂层厚度。PVD层可以包含诸如钛、锆和铪的组分，并且在一些示例中 厚度可以在100纳米至250纳米之间。在一些示例中，作为非限制性示 例，可以沉积包含诸如金、钯、铂或银之类的组分的贵金属上覆层。

材料粘合

一种可商购获得的产品名叫它是可从Indium Corporation 获得的纳米技术材料，当可能需要用于电池的密封金属、陶瓷和/或半导体 容纳件时，它可提供一个重要的示例。在一些示例中，可能希望密封部形 成过程中的任何热效应尽可能地局限于密封部本身。诸如材料的 材料复合物可以在形成气密密封部时提供显著的热局部化。型复 合膜可以由数百或数千个纳米级的膜级制成。在一个示例中，通过气相沉 积数千个铝(Al)和镍(Ni)的交替层来制造反应性多层箔。这些层的厚度可以 是纳米量级。当由通过电、光或热源产生的局部能量小脉冲激活时，该箔 会发生放热反应。所产生的放热反应在千分之几秒内提供了可量化的能量 数量，其在表面处加热到非常高的局部温度，但是可以被设计成不传递能 量总量，该总量将增加正被密封的金属、陶瓷或半导体件中的温度。

密封

与材料粘合类似的一个示例可以是材料粘合。S- Bond材料可以包括常规焊料合金基底，其中向该材料添加钛或其他稀土元 素，并且该材料可从S-Bond Technologies获得。活性物质如钛与粘合界面 处的氧化物或其他惰性材料反应，并与之化学键合或将它们运输到焊料熔 体中。加热后，材料可能熔化，但其上仍然具有薄的表面氧化物。 当该表面氧化物被分裂时，活性物质与粘合/密封部的表面区域发生反应。 氧化物可能被刮削方法分裂，但也可能被超声波分裂。因此，表面反应可 以在相对低的温度下开始，并且可以对可能难以粘合的材料进行粘合。在 一些示例中，材料可以与材料组合以形成可以局部粘合 而不会对电池系统其余部分造成明显热负荷的结构。

硅键合

在一些示例中，可以用材料实现硅键合。在一些示例中，可 以使用220M的组合物来形成可焊接界面。可将220M材 料沉积在要在115℃至400℃范围内温度下粘合/密封的硅表面上。因此，可 以通过使用诸如POCl的掺杂膜、通过注入，或通过其他掺杂方式在封闭端 上重掺杂罐型硅片。另一种方法可以包括使半导体主体氧化，然后在需要 掺杂剂的区域中将氧化物化学蚀刻。然后可以将掺杂区域暴露于钛并加热 以形成硅化物。用于形成密封部的硅罐的区域可以具有施加到它们上并加 热到硅表面或硅化物表面上的S-Bond 220M材料。在一些示例中，可以将 材料的膜施加在密封部区域以便于随后的活化。电池化学物质、 电解质和其他结构可以形成罐半部，然后可以将两个半部放置在一起。在 同时进行超声波激活和材料激活的情况下，可以快速形成低温密 封部。

电池模块厚度

在设计用于生物医疗应用的电池部件时，可在各种参数中进行权衡， 以平衡技术、安全性及功能的需求。电池部件的厚度可为重要的限制性参 数。例如，在光学镜片应用中，装置可被用户舒适佩戴的能力关键取决于 整个生物医疗装置的厚度。因此，将电池设计得更薄是关键、有利的方 面。在一些示例中，电池厚度可由顶片和底片、隔离片的组合厚度以及粘 合剂层厚度确定。实际制造方面可使膜厚度的某些参数达到可用片材原料 的标准值。此外，膜可具有最小厚度值，所述最小厚度值可基于涉及化学 相容性、不透湿性/不透气性、表面光洁度以及与可沉积在膜层上的涂层的 相容性的技术考虑来指定。

在一些示例中，精加工电池部件的期望或目标厚度可为小于220μm的 部件厚度。在这些示例中，该期望厚度可由示例性眼科镜片装置的三维几 何结构决定，其中该电池部件可需要适配在由满足终端用户舒适度、生物 相容性以及可接受约束条件的水凝胶镜片形状限定的可用体积内。该体积 及其对电池部件厚度需求的影响可根据装置总厚度规格以及涉及装置宽 度、锥角和内径的装置规格而变化。所得电池部件设计的另一个重要设计考虑可涉及相对于可由该设计产生的所得化学能而在给定电池部件设计中 活性电池化学物质与材料的可用体积。然后该所得化学能可针对功能性生 物医疗装置的电气需求对其目标寿命和工作条件进行平衡。

电池模块宽度

可存在将本发明的生物相容性通电元件或电池用于其中的多种应用。 一般来讲，电池宽度要求可在很大程度上取决于其所施加的应用。在示例 性情况下，接触镜片电池系统对模块化电池部件的宽度可具有限制的规格 要求。在具有由电池部件供电的可变光学功能的眼科装置的一些示例中， 装置的可变光学部分可占据直径约7.0mm的球形中心区。示例性电池元件 可被视为三维物体，它作为环状的锥形裙边围绕中心光学件适配并被形成 到截短的锥形环中。如果刚性插入件的所需最大直径为8.50mm的直径，并 可标出与某一直径球体(例如直径为大约8.40mm)相切，然后该几何构造 可确定所允许的电池宽度是多少。可存在可用于计算所得几何结构的所需 规格的几何模型，所述几何结构在一些示例中可被称为压入环带扇形的锥 形截头。

扁平电池的宽度可由电池元件的有源电池部件宽度和密封部宽度这两 个特征决定。在涉及眼科装置的一些示例中，每个面的目标厚度可介于 0.100mm和0.500mm之间，并且有源电池部件的目标宽度可为大约 0.800mm。其他生物医疗装置可有不同的设计约束，但用于柔性扁平电池 元件的原理可以相似方式应用。

电池模块的柔性

与电池设计和使用基于电池的能量源的相关装置的设计有关的另一方 面是电池部件的柔性。柔性电池形式可赋予许多优点。例如，柔性电池模 块可有助于前面提及的以二维(2D)扁平形式制造电池形式的能力。形式的 柔性可允许二维电池随后被形成到适当的3D形状中，以适配在生物医疗装 置诸如接触镜片中。

在可由电池模块中的柔性赋予的益处的另一个示例中，如果电池和之 后的装置为柔性的，则存在装置使用方面的优势。在一个示例中，接触镜 片形式的生物医疗装置可有利于基于介质插入件的接触镜片的插入/移除， 这可更接近标准的、非填充型水凝胶接触镜片的插入/移除。

挠曲的次数对电池的工程改造可为重要的。例如，可仅从平面形式到 适于接触镜片的形状挠曲一次的电池可与能够进行多次挠曲的电池具有明 显不同的设计。电池的挠曲不仅仅是能够机械性地进行挠曲。例如，电极 可物理上能够在不破裂的情况下挠曲，但电极的机械和电化学特性可能因 挠曲而改变。挠曲引起的变化可立刻显现，例如阻抗的改变，或者挠曲也 可引起仅在长期储存寿命测试中显现的变化。

电池形状方面

电池形状要求可至少部分地由将使用该电池的应用决定。传统的电池 形状因数可为圆柱形形状或矩形棱柱形状，它们由金属制得，并且可适用 于需要大量电能持续长时间的产品。这些应用可足够大，使得它们可包括 大形状因数电池。在另一个示例中，平面(2D)固态电池是通常在不可挠曲 的硅或玻璃上形成的薄的矩形棱柱形状。在一些示例中，这些平面固态电 池可使用硅晶片加工技术形成。在另一种类型的蓄电池形状因数中，可用薄箔或塑料来容纳电池化学物质形成小袋构造的小功率、柔性电池。这些 电池可被制成扁平(2D)的，并且可被设计成在弯曲至适度的平面外(3D)曲率 时起作用。

在本发明中电池可用于可变光学镜片的电池应用的一些示例中，其形 状因数可需要电池部件具有三维曲率，其中曲率半径可为大约8.4mm。此 类曲率的性质可被视为相对陡峭，并且作为参考可近似于在人指尖上发现 的曲率类型。相对陡峭的曲率性质给制造带来了挑战。在本发明的一些示 例中，模块化电池部件可被设计成使得其可以扁平、二维的方式来制造， 然后形成相对高曲率的三维形式。

电池元件分隔物

本发明所述类型的电池可利用分隔物材料，所述分隔物可以物理的方 式并以电的方式将阳极和阳极集流体部分与阴极和阴极集流体部分开。分 隔物可为水和溶解的电解质组分可透过的隔膜，然而其通常可为非导电 的。尽管很多可商购获得的分隔物材料可为本领域中的技术人员所熟知 的，但是本发明的新形状因数可对分隔物的选择、加工和处理提出独特的 约束条件。

由于本发明的设计可具有超薄型材，所以选择可被限于通常可获得的 最薄的分隔物材料。例如，约25微米厚的分隔物可为期望的。可具有优势 的一些示例可为约12微米厚。可存在许多可接受的市售分隔物，包括微纤 维化的微孔聚乙烯单层和/或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯(PP/PE/PP)三层分隔物隔 膜诸如由Celgard(Charlotte，NC)生产的那些。分隔物材料的可期望的示例 可为具有12微米厚度的Celgard M824 PP/PE/PP三层膜。可用于本发明示 例的分隔物材料的另选示例可包括分隔物隔膜，包括再生纤维素(例如玻 璃纸)。

尽管PP/PE/PP三层分隔物膜可由于其聚烯烃特性而具有有利的厚度和 机械性能，但为了使分隔物膜在本发明的示例中可用，它们也可存在需要 克服的一些缺点。PP/PE/PP三层分隔物材料的卷存料或片存料可具有许多 皱褶或其他形式的误差，这些误差可不利于适用于本文所述电池的微米级 公差。此外，聚烯烃分隔物可能需要被切割至超精公差以用于包括在本设 计中，因此这意味着将激光切割作为形成具有严格公差的所需形状的分立 集流体的示例性方法。由于这些分隔物的聚烯烃特性，可用于微制造的特 定切割激光器可采用将不切割聚烯烃的激光波长，例如355nm。聚烯烃不 明显地吸收激光能量，并且因此为不可烧蚀的。最后，聚烯烃分隔物对用 于本文所述的电池中的含水电解质可不为固有可润湿的。

然而，可存在克服聚烯烃型隔膜的这些固有局限性的方法。为了向高 精度切割激光器提供微孔分隔物隔膜以用于将部件切割成弧区段或其他有 利的分隔物设计，所述隔膜可能需要为平坦且无褶皱的。如果不满足这两 个条件，那么所述分隔物隔膜可无法被完全切割，因为切割光束可能由于 入射激光能量的散焦或以其他方式散射而受抑制。另外，如果所述分隔物 隔膜不平坦并且无褶皱，分隔物隔膜的形状精度和几何公差可无法完全实 现。例如，当前示例的分隔物的容许公差可例如相对于特征长度和/或半径 为+0微米和-20微米。可有利地存在+0微米和-10微米的更严格公差，以及 进一步的+0微米和-5微米的公差。可通过将分隔物库存材料临时层合到具 有合适低挥发性液体的浮法玻璃载体来将材料制成平坦且无褶皱的。由于 分隔物隔膜的脆弱性和从粘合剂层释放分隔物隔膜可需要的处理时间量， 低挥发性液体可优于临时粘合剂。此外，在一些示例中，已观察到使用液 体比使用粘合剂更容易在浮法玻璃上获得平坦且无褶皱的分隔物隔膜。在 层合之前，分隔物隔膜被制成不含颗粒。这可通过超声清洗分隔物隔膜以 分离任何表面粘附颗粒来实现。在一些示例中，分隔物隔膜的处理可在诸 如层流罩或至少10000级的洁净室之类合适的低粒子环境中进行。此外， 浮法玻璃基底可通过用合适的溶剂冲洗、超声波清洗和/或用洁净室擦拭巾 擦拭而制成不含颗粒。

尽管多种低挥发性液体可用于将微孔聚烯烃隔膜层合到浮法玻璃载体 的机械目的，但是可对所述液体作具体要求以有利于随后激光切割出分立 的分隔物形状。一个要求可为液体具有足够低的表面张力以吸入到分隔物 材料的孔中，这可以通过目测检查轻松确认。在一些示例中，当液体填满 所述材料的微孔时，分隔物材料从白色转变为半透明的外观。期望的是选 择对将暴露在所述分隔物的制备和切割操作中的工人为温和且“安全”的 液体。期望的是选择蒸汽压可足够低的液体，使得在处理的时间范围(大 约1天)内不发生明显的蒸发。最后，在一些示例中，液体可具有足够的 溶解力来溶解有利的紫外线吸收剂，这可促进激光切割操作。在一个示例 中，已观察到阿伏苯宗紫外线吸收剂溶于苯甲酸苄酯溶剂中形成的 12％(w/w)溶液可满足上述要求，并且可使其自身有助于以高精度和低公差 来激光切割聚烯烃分隔物，而无需过多的切割激光束穿过次数。在一些示 例中，分隔物可使用该方法利用8W 355nm纳秒二极管泵浦固体激光器切 割，其中激光可具有如下设置：低功率衰减(例如3％的功率)，1到 10mm/s的中等速度，以及仅1到3次激光束穿过次数。尽管此紫外线吸收 油性组合物已经被证明是有效的层合和切割加工助剂，但是本领域的技术 人员也可设想其他油性制剂并且其使用不受限制。

在一些示例中，分隔物可在固定到浮法玻璃上时进行切割。将分隔物 固定到浮法玻璃载体上进行激光切割的一个优势可为，可从一个分隔物存 料片切割出非常高数量密度的分隔物，非常类似于可密集地排列在硅晶片 上的半导体芯。此类方法可以提供半导体加工中所固有的规模经济和并行 处理优势。此外，可最小化废弃分隔物膜的生成。一旦分隔物已被切割， 可通过一系列采用可混溶剂的萃取步骤来去除油性加工助剂流体，在一些示例中可用高挥发性溶剂诸如异丙醇来进行最后的萃取。分立的分隔物一 旦被萃取便可无限期地储存在任何合适的低粒子环境中。

如前面提到的，聚烯烃分隔物隔膜可固有地疏水，并且可需要制成对 用于本发明的电池中的含水表面活性剂为可润湿的。一种使分隔物隔膜可 润湿的方法可为氧等离子体处理。例如，分隔物可在各种功率设定和氧气 流量的100％氧等离子体中处理1到5分钟。虽然这种方法可暂时改善可润 湿性，但众所周知的是等离子体表面改性提供暂态效应，该暂态效应可无 法持续足以供电解质溶液充分润湿的时间。另一种改善分隔物隔膜可润湿性的方法可为通过在隔膜上掺入合适的表面活性剂来处理表面。在一些情 况下，表面活性剂可与分隔物隔膜的孔内剩余的亲水性聚合物涂层结合使 用。

另一种使通过氧化等离子体处理赋予的亲水性更加持久的方法是利用 合适的亲水性有机硅烷进行后续处理。这样，氧等离子体可用于在微孔分 隔物的整个表面区域上激活功能基团并赋予功能基团。然后有机硅烷可共 价结合和/或非共价附着到经等离子体处理的表面。在使用有机硅烷的示例 中，微孔分隔物的固有孔隙率可不明显地改变，单层表面覆盖率也可为可 能和可取的。结合聚合物涂层掺入表面活性剂的现有技术方法可需要严格 控制施加到隔膜上的涂层的实际量，并且随后可经受过程可变性。在极端 情况下，分隔物的孔可变得被封闭，从而在电化学电池操作期间不利地影 响分隔物的效用。可用于本发明的示例性有机硅烷可以是(3-氨丙基)三乙氧 基硅烷。其他亲水性有机硅烷可为本领域技术人员所熟知的并且可不受限 制地使用。

用于制备可被含水电解质润湿的分隔物膜的另一方法可为在电解质制 剂中掺入合适的表面活性剂。在用于制备可润湿性分隔物隔膜的表面活性 剂选择中的一个考虑可为，表面活性剂可具有的对电化学电池内的一个或 多个电极活性的影响，例如通过增加电池的电阻抗。在一些情况下，特别 是就含水电解质中的锌阳极而言，表面活性剂可具有有利的抗腐蚀性质。 锌可以是已知与水经过缓慢反应释放出氢气的材料的示例，这可能是不期 望的。本领域的技术人员已知多种表面活性剂可将所述反应的速率限制到 有利的水平。在其他情况下，表面活性剂可与锌电极表面强烈地相互作用 而使电池性能可能受阻。因此，在选择适当的表面活性剂类型和负载水平 时需要十分小心，以确保可获得分隔物可润湿性，而不有害地影响电池的 电化学性能。在一些情况下，可使用多种表面活性剂，一种用于赋予分隔 物隔膜可润湿性，并且另一种用于促进对锌阳极的抗腐蚀性质。在一个示例中，没有对分隔物膜进行亲水处理，并且一种或多种表面活性剂以足以 实现分隔物隔膜的可润湿性的量被添加到电解质制剂中。

离散分隔物可以通过直接放置在蛤壳式组件的一个或多个侧面的一部 分中而整合到蛤壳式微电池中。

聚合电池元件分隔物

在一些电池设计中，可能由于多种原因而不使用分立的分隔物(如先 前部分所述)，诸如成本、材料的可用性、材料的质量，或一些作为非限 制性示例的材料选项的处理复杂性。

实现均匀的，机械稳固的现场形式的分隔物的方法可以是使用可UV 固化的水凝胶制剂。多种水不可透过的水凝胶制剂在各个行业例如接触镜 片行业可为已知的。接触镜片行业中常见的水凝胶的示例可为聚(甲基丙烯 酸羟乙酯)交联的凝胶，或简称为pHEMA。对于本发明的多种应用， pHEMA可具有用于勒克朗谢电池和锌碳电池的许多有吸引力的性质。在水 合状态下，pHEMA通常可保持大约30％-40％的水含量，同时保持大约 100psi或更大的弹性模量。此外，本领域的技术人员可通过引入附加的亲 水性单体(例如甲基丙烯酸)或聚合物(例如聚乙烯吡咯烷酮)组分来调 整交联水凝胶的模量和水含量性质。这样，可通过配置来调整水含量，或 更具体地，水凝胶的离子渗透性。

在一些示例中，特别有利的是，可浇铸且可聚合的水凝胶制剂可包含 一种或多种有助于加工的稀释剂。稀释剂可被选择成为挥发性的，使得可 浇铸的混合物可被刮压到腔中，然后允许干燥足够的时间来移除挥发性溶 剂组分。干燥后，可通过暴露于适当波长的光化辐射来引发本体光聚合， 诸如对于选定的光引发剂诸如CGI 819使用420nm的蓝色紫外光。挥发性 稀释剂可有助于提供所需的应用粘度，以便有助于在腔中浇铸可聚合材料的均匀层。挥发性稀释剂，特别是强极性单体被加入制剂中的情况下，也 可提供有利的表面张力降低效应。对实现在腔中浇铸可聚合材料的均匀层 而言重要的另一个方面可为应用粘度。常见的小摩尔质量活性单体通常不 具有非常高的粘度，其粘度通常可仅为几个厘泊。为了给可浇铸且可聚合 的分隔物材料提供有益的粘度控制，可选择已知与所述可聚合材料相容的 高摩尔质量聚合物组分加入制剂中。可适合加入示例性制剂中的高摩尔质 量聚合物的示例可包括聚乙烯吡咯烷酮和聚环氧乙烷。

在一些示例中，如前所述，可浇铸、可聚合的分隔物可有利地被施加 到设计的腔中。在另选的示例中，在聚合时可没有腔。相反，可浇铸、可 聚合的分隔物制剂可被涂覆在含有电极的基底上，例如图案化的镀锌黄 铜，并且随后使用光掩模暴露于光化辐射，以便在目标区域选择性地聚合 分隔物材料。然后可通过暴露于适当的清洗溶剂来移除未反应的分隔物材 料。在这些示例中，分隔物材料可被指定为可光图案化的分隔物。

多组分分隔物制剂

根据本发明的示例可用的分隔物可具有可对其功能重要的多种特性。 在一些示例中，分隔物可有利地以如下方式形成：产生物理阻隔，使得分 隔物的任一侧上的层不彼此物理接触。因此，该层可具有均匀厚度的重要 特征，因为虽然出于各种原因薄层可为期望的的，但是无空隙或无间隙的 层可为必要的。另外，薄层可有利地具有高渗透性，以允许离子自由流 动。另外，分隔物需要最佳的水吸收，以优化分隔物的机械性能。因此， 该制剂可包含交联组分、亲水性聚合物组分和溶剂组分。

交联剂可为具有两个或更多个可聚合双键的单体。合适的交联剂可为 具有两个或更多个可聚合官能团的化合物。合适的亲水交联剂的示例也可 包括具有两个或更多个可聚合官能团以及亲水官能团诸如聚醚、酰胺或羟 基的化合物。具体的示例可包括TEGDMA(四乙二醇二甲基丙烯酸酯)、 TrEGDMA(三乙二醇二甲基丙烯酸酯)、乙二醇二甲基丙烯酸酯 (EGDMA)、乙二胺二甲基丙烯酰胺、甘油二甲基丙烯酸酯以及它们的组合 等。

在一些示例中，反应混合物中交联剂使用的量可在如从约0.000415至 约0.0156摩尔每100克反应性组分的范围内。所用亲水性交联剂量可大体 为约0重量％至约2重量％，例如约0.5重量％至约2重量％。能够增加反 应性混合物的粘度和/或增加与慢反应亲水单体诸如高分子量亲水性聚合物 氢键结合程度的亲水性聚合物组分是期望的。

高分子量亲水性聚合物提供改善的润湿性，并且在一些示例中，可改 善本发明的分隔物的润湿性。在一些非限制性示例中，据信高分子量亲水 性聚合物为氢键受体，其在水性环境中与水形成氢键，从而有效地变得更 亲水。水的不存在可促进亲水性聚合物结合到反应混合物中。除了特别提 到的高分子量亲水性聚合物外，预期任何高分子量聚合物将可用于本发 明，前提条件是当所述聚合物被加入示例性硅水凝胶制剂中时，亲水性聚 合物(a)基本上不与反应混合物发生相分离，并且(b)向所得的固化聚合物赋 予润湿性。

在一些示例中，高分子量亲水性聚合物可在加工温度下溶于稀释剂 中。使用水或水溶性稀释剂诸如异丙醇(IPA)的制造过程因其简单且成本低 而可为期望的示例。在这些示例中，在加工温度下为水溶性的高分子量亲 水性聚合物也可为期望的示例。

高分子量亲水性聚合物的示例可包括但不限于聚酰胺、聚内酯、聚酰 亚胺、聚内酰胺，以及官能化的聚酰胺、聚内酯、聚酰亚胺、聚内酰胺诸 如PVP以及它们的共聚物，或者通过使DMA与较低摩尔量的羟基官能化 单体诸如HEMA共聚，并且随后使所得共聚物的羟基与包含可自由基聚合 基团的材料反应而官能化的DMA。高分子量亲水性聚合物可包括但不限 于：聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚-N-乙烯基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-2-己内酰 胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-己内酰胺、聚-N-乙烯基-3-甲基-2-哌啶酮、聚- N-乙烯基-4-甲基-2-哌啶酮、聚-N-乙烯基-4-甲基-2-己内酰胺、聚-N-乙烯基 -3-乙基-2-吡咯烷酮、和聚-N-乙烯基-4，5-二甲基-2-吡咯烷酮、聚乙烯基咪 唑、聚-N--N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚环氧乙烷、聚-2- 乙基恶唑啉、肝素多糖、多糖以及它们的混合物和共聚物(包括嵌段或无 规、支链、多链、梳形或星形共聚物)，其中在PVP已被添加到水凝胶组 合物而形成互穿网络(该互穿网络显示出低程度的表面摩擦和低脱水率) 的情况下，聚-N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)可为期望的示例。

还可以包括本领域公知的附加组分或添加剂。添加剂可包括但不限于 紫外线吸收性化合物、光引发剂诸如CGI 819、活性调色剂、抗微生物化合 物、颜料、光致变色剂、剥离剂、它们的组合等。

与这类分隔物相关联的方法还可包括接收CGI 819，然后将其与 PVP、HEMA、EGDMA和IPA混合，接着通过热源或暴露于光子使所得的 混合物固化。在一些示例中，当光子能量与在电磁波谱的紫外线部分中出 现的波长一致时可暴露于光子。通常在聚合反应中进行的引发聚合反应的 其他方法在本发明的范围内。

互连器

互连器可允许电流流入与外部电路连接的电池中以及从其流出。此类 互连器可与电池的内部和外部的环境交互，并可横跨这些环境之间的边界 或密封部。这些互连器可被视为迹线，其与外部电路连接，穿过电池密封 部，然后连接至电池内部的集流体。同样地，这些互连器可具有若干要 求。在电池外部，互连器可类似于典型的印刷电路迹线。它们可焊接到或 以其他方式连接到其他迹线。在电池是独立于包括集成电路的电路板的单 独物理元件的一个示例中，电池互连器可允许连接到外部电路。可通过焊 料、导电胶带、导电油墨或导电环氧树脂、或其他方式形成此连接。互连 器迹线可能需要在电池外部环境中存在，例如，在氧气存在的条件下不腐 蚀。

由于互连器穿过电池密封部，所以互连器与密封部共存并允许密封是 尤为重要的。除了在密封部与电池包装件之间可能需要的粘附之外，在密 封部与互连器之间也可能需要粘附。在电池内部存在电解质及其他材料的 情况下，可能需要保持密封完整性。通常可为金属的互连器可被称为电池 封装中的故障点。电势和/或电流的流动可增加电解质沿着互连器“蠕变” 的趋势。因此，互连器可能需要进行工程改造以保持密封完整性。

在电池内部，互连器可与集流体交互或可实际上形成集流体。就这一 点而言，互连器可能需要满足如本文所述的集流体的要求，或可能需要形 成与此类集流体的电连接。

一类候选的互连器和集流体是金属箔。此类箔在25微米或更薄的厚度 下可用，这使得它们适合用于极薄的电池中。还可寻求具有低表面粗糙度 及低污染的此类箔，这两个因素对于电池性能可为重要的。箔可包括锌、 镍、黄铜、铜、钛、其他金属以及各种合金。

集流体和电极

设想许多集流体和电极设计是通过将金属膜沉积在侧壁上或者通过使 用金属线作为基底来形成集流体和电极。已经示出了它们的示例。然而， 可存在在蛤壳式电池形式中利用其他集流体或电极设计的一些设计。

在锌-碳电池和勒克朗谢电池的一些示例中，阴极集流体可为烧结碳 棒。这种类型的材料在本发明的薄电化学电池中可能面临技术障碍。在一 些示例中，印刷的碳墨可用在薄电化学电池中以替代用于阴极集流体的烧 结碳棒，并且在这些示例中，所得的装置可在不显著损害所得的电化学电 池的情况下形成。通常，所述碳墨可直接施加到可包括聚合物膜或在一些 情况下可包括金属箔的封装材料。在其中封装膜可为金属箔的示例中，碳墨可能需要保护下面的金属箔免受电解质的化学降解和/或腐蚀。此外，在 这些示例中，碳墨集流体可能需要提供从电化学电池内部到电化学电池外 部的导电性，这意味着围绕碳墨或穿过碳墨进行密封。

碳墨还可应用于具有有限且相对小厚度例如10微米至20微米的层。 在其中总内部包装件厚度可仅为约100至150微米的薄电化学电池设计 中，碳墨层的厚度可占据电化学电池的总内部体积的相当大一部分，从而 不利地影响电池单元的电气性能。此外，整个电池，特别是集流体的薄特 性可意指集流体的小横截面积。由于迹线的电阻随迹线长度而增加并随横 截面积而减少，所以可直接在集流体厚度和电阻之间进行权衡。碳墨的本 体电阻率可不足以满足薄电池的电阻要求。同样还考虑了填充有银或其他 导电金属的油墨，以降低电阻和/或厚度，但是它们可引入新挑战，诸如与 新型电解质不相容。鉴于这些因素，在一些示例中，可能需要通过将薄金 属箔用作集流体来实现本发明的高效且高性能的薄电化学电池，或者可能 需要将薄金属膜施加到下面的聚合物封装层来充当集流体。此类金属箔可 具有显著更低的电阻率，因此允许它们以比印刷碳墨小得多的厚度满足电 阻要求。

在一些示例中，一种或多种蛤壳形式可以用作电极和集流体的基底， 或者用作集流体本身。在一些示例中，蛤壳形式的金属可具有形成在其表 面上的沉积物。例如，金属蛤壳件可用作溅射集流体金属或金属叠堆的基 底。可用作阴极集流体的示例性金属叠堆可为Ti-W(钛-钨)粘附层和Ti (钛)导体层。可用作阳极集流体的示例性金属叠堆可为Ti-W粘附层、 Au(金)导体层和In(铟)沉积层。阳极和阴极集流体的其他示例可包括 镍、黄铜、铝和铜。特殊材料可包括石墨烯和碳纳米管。

PVDF层的厚度总共可小于500nm。如果使用多个金属层，则电化学 性和阻隔性可能需要与电池相容。例如，铜可被电镀到晶种层的顶部上以 生出厚的导体层。可在铜上电镀附加层。然而，铜可与某些电解质，特别 是在锌的存在下，电化学不相容。因此，如果铜用作电池中的层，则它可 能需要与电池电解质充分隔离。另选地，铜可被排除或被其他金属替代。

由许多材料制成的线材也可用于形成电极的集流体和/或基底。在一些 示例中，金属导体可以穿透绝缘体材料诸如玻璃或陶瓷，以提供隔离的集 流体接触件。在一些示例中，线材可以由钛制成。在其他示例中，可以使 用包括但不限于铝、钨、铜、金、银、铂的其他碱金属，并且可以具有施 加的表面膜。

阴极混合物和沉积物

可存在与本发明的概念一致的许多阴极化学混合物。在一些示例中， 可作为用于形成电池阴极的化学制剂的术语的“阴极混合物”可以糊剂、 凝胶、悬浮液或浆料施加，并且可包括过渡金属氧化物诸如二氧化锰、一 些形式的导电添加剂例如可为导电粉形式诸如炭黑或石墨，以及水溶性聚 合物诸如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或一些其他粘结剂添加剂。在一些示例中， 可包括其他组分，诸如一种或多种粘结剂、电解质盐、抗蚀剂、水或其他 溶剂、表面活性剂、流变改性剂，以及其他导电性添加剂诸如导电聚合 物。一旦配制并适当混合后，阴极混合物可具有所需的流变特性，该流变 特性允许它被分配到分隔物和/或阴极集流体的所需部分上，或者以类似的 方式刮压通过筛网或孔板。在一些示例中，阴极混合物可在用于稍后电池 组装步骤之前干燥，而在其他示例中，阴极可包含一些或所有电解质组 分，并且可仅部分地干燥至选定的湿气含量。

过渡金属氧化物可为例如二氧化锰。可用于阴极混合物中的二氧化锰 可为例如电解二氧化锰(EMD)，因为这种类型的二氧化锰相对于其他形式 诸如天然二氧化锰(NMD)或化学二氧化锰(CMD)提供有益的附加比能量。 此外，本发明的电池中可用的EMD可需要具有可有利于形成可沉积或可印 制阴极混合物糊料/浆料的粒度和粒度分布。特别地，该EMD可被加工以 去除可被认为相对于其他特征结构而言大的显著大的颗粒组分，所述其他 特征结构诸如电池内部尺寸、分隔物厚度、分配顶端直径、孔板开口尺寸 或筛网尺寸。粒度优化也可用于改善电池性能，例如内阻和放电容量。

研磨是通过压碎、碾磨、切割、振动或其他工艺将固体材料从一个平 均粒度减小至较小的平均粒度。研磨也可以用来将有用的材料从其可嵌入 的基质材料中释放，并浓缩矿物质。磨机是一种通过碾磨、压碎、或切割 将固体材料破碎成较小碎片的装置。可存在用于研磨的若干装置，并且多 种类型的材料在其中加工。此类研磨装置可包括：球磨机、砂磨机、研钵 和研杵、滚压机、以及喷射研磨机以及其他研磨另选方式。研磨的一个示 例可为喷射研磨。研磨之后，固体状态被改变，例如粒度、粒度分布和颗 粒形状。聚集体研磨工艺还可用于从聚集体去除或分离污染或湿气以在输 送或结构填充之前制备“干燥填充物”。一些设备可组合各种技术以将固 体材料分类为其粒度同时受最小粒度和最大粒度限制的颗粒混合物。此类 处理可被称为“分级器”或“分级”。

研磨可为用于阴极混合物成分的均一粒度分布的阴极混合物制备的一 方面。阴极混合物中的均一粒度可有助于阴极的粘度、流变特性、导电性 和其他特性。研磨可通过控制阴极混合物成分的附聚或质量集合而有助于 以上特性。附聚—不同元素的聚集，就阴极混合物而言，不同元素可以是 碳同素异形体和过渡金属氧化物，附聚可通过在所需的阴极腔体中留下空 隙而不利地影响填充过程。

此外，过滤可为用于去除附聚的或不需要的颗粒的另一个重要步骤。 不需要的颗粒可包括超大尺寸颗粒、污染物或制备过程中未明确说明的其 他颗粒。可通过诸如滤纸过滤、真空过滤、层析、微滤以及其他过滤方式 的方式完成过滤。

在一些示例中，EMD具有为7微米的平均粒度，带有可包含颗粒高达 约70微米的大颗粒内容物。在另选的示例中，该EMD可被过筛，进一步 研磨或以其他方式分离或加工，以将大颗粒内容物限制到低于特定阈值， 例如25微米或更小。

阴极还可包含氧化银、氯化银或羟基氧化镍。此类材料相对于二氧化 锰可提供增大的容量和在放电期间更少的负载电压减小，两者均为电池中 所需的性质。基于这些阴极的电池可具有存在于行业和文献中的现有示 例。采用二氧化银阴极的新型微电池可包括生物相容性电解质，例如由氯 化锌和/或氯化铵构成而不是由氢氧化钾构成的电解质。

阴极混合物的一些示例可包括聚合物粘结剂。该粘结剂可在阴极混合 物中用作若干功能。粘结剂的主要功能可为在EMD颗粒与碳颗粒之间形成 足够的颗粒间电网络。粘结剂的第二功能可为促进与阴极集流体的机械粘 附和电接触。粘结剂的第三功能可为影响阴极混合物的流变性质以有利地 分配和/或漏印/筛选。另外，粘结剂的第四功能可为增强阴极内的电解质吸 收和分布。

粘结剂聚合物的选择以及将使用的量对于本发明的电化学电池中的阴 极的功能可为有益的。如果粘结剂聚合物在将使用的电解质中溶解度很 高，那么该粘结剂的主要功能(电连续性)可受到极大影响，最终导致电 池丧失功能。相反，如果粘结剂聚合物在将使用的电解质中不可溶，那么 EMD的部分可与电解质离子绝缘，从而导致电池性能下降，诸如容量减 小、开路电压降低和/或内电阻增大。

粘结剂可以是疏水性的，其也可以是亲水性的。可用于本发明的粘结 剂聚合物的示例包括PVP、聚异丁烯(PIB)、橡胶三嵌段共聚物(包括苯乙 烯末端嵌段，诸如由KratonPolymers制造的那些嵌段共聚物)、苯乙烯-丁 二烯乳胶嵌段共聚物、聚丙烯酸、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、氟碳固 体诸如聚四氟乙烯、水泥包括波特兰水泥等。

溶剂可为阴极混合物的一种组分。溶剂可用于润湿阴极混合物，这可 有助于混合物的颗粒分布。溶剂的一个示例可为甲苯。另外，表面活性剂 也可用于润湿，从而分散阴极混合物。表面活性剂的一个示例可以是洗涤 剂，诸如可从Dow Chemical Company获得的Triton^TM QS-44。Triton^TM QS- 44可有助于离解阴极混合物中的聚集成分，使得阴极混合物成分更均一地 分布。

导电性碳通常可用于阴极的制备。碳能够形成许多同素异形体，或不 同的结构修改。不同的碳同素异形体具有不同的物理特性，从而允许改变 导电性。例如，炭黑的“弹性”可有助于阴极混合物粘附到集流体。然 而，在需要相对低能量的通电元件中，导电性中的这些变化可能相比于其 他有利特性较不重要，诸如密度、粒度、导热性和相对均匀性等。碳同素 异形体的示例包括：金刚石、石墨、石墨烯、无定形碳(俗称炭黑)、巴 克球、玻璃碳(也称为玻璃态碳)、碳气凝胶以及能够导电的其他可能形 式的碳。碳同素异形体的一个示例可为石墨。

在一些示例中阴极可沉积在蛤壳式壁上。蛤壳式壁在一些示例中可以 是金属的并且可以具有在其上电沉积阴极化学品诸如二氧化锰。在其他示 例中，电解二氧化锰的涂层可以在阴极收集器上形成。

阳极和阳极抗蚀剂

本发明的蛤壳式电池的阳极可例如包含锌。在传统的锌碳电池中，锌 阳极可采用壳的物理形式，在该壳中可容纳电化学电池的内容物。对于本 发明的电池而言，锌可为一个示例，但也可存在可有效实现超小电池设计 所需的其它物理形式的锌。

锌电镀是许多工业应用中使用的工艺类型，例如用于金属部件的保护 性或美观性涂覆。在一些示例中，电镀锌可用于形成本发明的电池中所用 的薄且适形的阳极。此外，电镀锌可根据设计意图被图案化成许多不同的 构型。用于图案化电镀锌的一种简单方式可为使用光掩模或物理掩模处 理。就光掩模而言，可将光致抗蚀剂施加到导电基底，所述基底上可随后 被镀锌。所需的电镀图案然后可通过光掩模被投射到光致抗蚀剂，从而导致光致抗蚀剂的所选区域的固化。可利用合适的溶剂和清洁技术来去除未 固化的光致抗蚀剂。结果可为导电材料的可接收电镀锌处理的图案化区 域。虽然该方法可为待镀覆的锌的形状或设计提供有益效果，但该途径可 能需要使用可用的可光图案化材料，这些材料可具有对于总体电池单元包 装件构造受限的特性。因此，可能需要用于图案化锌的新颖和新型方法来 实现本发明的薄微电池的一些设计。

可放置锌掩模，然后可对一种或多种金属材料进行电镀。在一些示例 中，锌可被直接电镀到电化学相容的阳极集流体箔诸如黄铜上。在其中阳 极侧封装包括其上已施加有晶种金属材料的聚合物膜或多层聚合物膜的另 选设计示例中，锌和/或用于沉积锌的镀覆解决方案可不与下层的晶种金属 材料在化学上相容。缺乏相容性的表现可包括膜开裂、腐蚀和/或在与电池 电解质接触时加剧的H₂释放。在这种情况下，可将附加的金属施加到晶种 金属，以在系统中实现更好的整体化学相容性。尤其适用于电化学电池构 造的一种金属可为铟。铟可作为电池级锌中的合金剂而被广泛使用，其主 要功能是在电解质的存在下为锌提供抗腐蚀性。在一些示例中，铟可被成 功地沉积在各种晶种金属化材料诸如Ti-W和Au上。所述晶种金属化层上 所得的1-3微米铟膜可为低应力和低粘附性的。这样，阳极侧封装膜以及具 有铟顶层的附接的集流体可为适形且耐用的。在一些示例中，可将锌沉积在经过铟处理的表面上，所得的沉积物可能非常不均一且为结节状的。这 种效应可出现在较低电流密度设置中，例如20安每平方英尺(ASF)。如在 显微镜下所观察到的，可观察到锌的结节形成在下面的平滑铟沉积物上。 在某些电化学电池设计中，锌阳极层的竖直空间裕量可至多达约5-10微米 厚，但在一些示例中，较低电流密度可用于锌电镀，并且所得的结节状生 长物可生长得高于所需的最大阳极竖直厚度。结节状锌生长杆状物可来自 铟的高的超电势与铟氧化物层的存在的组合。

在一些示例中，较高电流密度DC电镀可克服锌在铟表面上的相对较 大结节状生长模式。例如，100ASF电镀条件可产生结节状锌，但是与 20ASF的电镀条件相比，锌结节的尺寸可明显减小。此外，在100ASF电 镀的情况下结节数量可大大增加。当满足约5-10微米的垂直空间裕量时， 所得的锌膜可最终聚结成大体均匀的层，仅有一些残留的结节状生长特征 结构。

电化学电池中包含铟的另一个益处可为减少H₂的形成，这可为发生在 包含锌的水性电化学电池中的缓慢过程。可将铟有利地施加到一个或多个 阳极集流体上，所述阳极本身作为共电镀合金部件或作为电镀锌上的表面 涂层。对于后一种情况，铟表面涂层可有利地通过电解质添加剂诸如三氯 化铟或醋酸铟原位施加。当此类添加剂可以小浓度添加到电解质中时，铟 可自发地电镀到暴露的锌表面以及暴露的阳极集流体部分上。

商业一次电池中常用的锌和类似阳极可通常以片材、棒材和糊剂形式 出现。微型生物相容性电池的阳极可具有类似形式例如薄箔，或可如前所 述进行电镀。此阳极的特性可与现有电池中的阳极明显不同，这是因为机 械加工和电镀过程所造成的污染物或表面光洁度的差异。因此，电极和电 解质可需要进行特殊的工程改造以满足容量、阻抗和储存寿命要求。例 如，可能需要特殊的镀覆工艺参数、镀槽组合物、表面处理以及电解质组 合物来优化电极性能。

电池架构和制造

电池架构和制造技术可为紧密相关的。如在此前的段落中已讨论的本 发明，电池可具有以下元件：阴极，阳极，隔板，电解质，阴极集流器， 阳极集流器和蛤壳形式容纳件。在一些示例中，设计可具有双用途组件， 诸如使用金属封装蛤壳来兼用作集流器。从相对体积和厚度的角度来看， 这些元件除了阴极以外可几乎全部为相同体积。在一些示例中，由于阴极 和阳极二者在机械密度、能量密度、放电效率、材料纯度以及粘结剂、填 充物和导电剂的存在方面的显著差异，所以电化学系统可需要阴极体积为 阳极体积的约二(2)到十(10)倍。

电池的生物相容性方面

根据本发明的电池可具有关于安全性和生物相容性的重要方面。在一 些示例中，用于生物医疗装置的电池可需要满足优于典型应用场景的要 求。在一些示例中，可在设计方面考虑到与应力事件相关。例如，可需要 考虑用户在插入或取出镜片期间打碎镜片的情况下电子接触镜片的安全 性。又如，可能在设计方面应考虑用户眼睛被异物袭击的可能性。可在开 发设计参数和约束条件时考虑到的应力条件的其他示例可涉及，在非限制 性示例中，用户在具有挑战性的环境如水下环境或高海拔环境中佩戴镜片 的可能性。

这种装置的安全性可能受到制有或制成该装置的材料；用于制造装置 的这些材料的量；以及为将装置与周围主体上或主体中环境分开而施用的 封装的影响。在一个示例中，起搏器可为一种典型类型的生物医疗装置， 其可包括电池并且可植入用户体内较长时间段。在一些示例中，这类起搏 器通常可用焊接的密封钛封装件封装，或者在其他示例中，用多层封装件 封装。新兴动力式生物医疗装置可能对封装，尤其是电池封装提出新挑 战。这些新型装置可比现有的生物医疗装置小得多，例如，电子接触镜片 或药丸摄影机可显著小于起搏器。在这类示例中，可大大降低封装所占的 体积和面积。有限体积的优点可能是材料和化学物质的量可能非常小，以 致固有地将对使用者的暴露概率限制在低于安全限度的水平。

基于蛤壳的方法尤其当它包括气密密封时可提供以提高生物相容性的 方法。蛤壳式部件中的每个可对材料的入口和出口提供重要的屏障。此 外，利用如本文所述的许多气密密封方法，可以形成具有优异生物相容性 的电池。

接触镜片裙边

在一些示例中，可在生物医疗装置中形成封装层的优选包封材料可包 括包含有机硅的组分。在一个示例中，该封装层可形成接触镜片的镜片裙 边。“含有机硅的组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中包含至少一 个[-Si-O-]单元的组分。优选地，以含有机硅的组分的总分子量计，所有Si 和所连接的O在含有机硅的组分中的含量大于约20重量％，更优选地大于 30重量％。可用的包含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，诸如丙 烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内 酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。

在一些示例中，围绕插入件的眼科镜片的裙边(也称为插入件封装 层)可由标准水凝胶眼科镜片制剂构成。具有可向多种插入件材料提供合 格匹配特性的示例性材料可包括那拉菲康族(包括那拉菲康A和那拉菲康 B)和依他菲康族(包括依他菲康A)。下文将对与本领域一致的材料性质 进行更全面的技术讨论。本领域中的技术人员可认识到，除所讨论的那些 材料之外的其他材料还可形成密封的和封装的插入件的合格的封装件或部 分封装件，并且应将其视为符合并包含在权利要求书的范围内。

合适的含有机硅的组分包括式I的化合物

其中

R1从单价反应性基团、单价烷基或单价芳基(以上基团的任一个还可 包括从羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸 根、碳酸盐、卤素或它们的组合中选择的官能团)；以及单价硅氧烷链 (包括1-100Si-O重复单元，所述单元还可包括从烷基、羟基、氨基、氧 杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸根、卤素或它们的组合 中选择的官能团)中独立地选择；

其中b＝0至500，应当理解，当b不为0时，b为众数等于设定值的分 布；

其中至少一个R1包含一价反应性基团，并且在一些示例中，在1和3 个R1之间包含一价反应性基团。

如本文所用，“一价反应性基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合的 基团。自由基反应性基团的非限制性示例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、 乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基 (甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2-12烯 基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸 酯和O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应性基团的非限制性示例包括乙烯基醚或 环氧基团、以及它们的混合物。在一个示例中，自由基反应性基团包括(甲 基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺、以及它们的混合物。

合适的一价烷基和芳基包括未取代的一价C1-C16烷基基团、C6-C14 芳基基团，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、 丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基、它们的组合等。

在一个示例中，b为0，一个R1为一价反应性基团，并且至少3个R1 选自具有一至16个碳原子的一价烷基基团，并且在另一个示例中，选自具 有一至6个碳原子的一价烷基基团。该实施例的有机硅组分的非限制性例 子包括2-甲基-、2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧基]二硅 氧烷基]丙氧基]丙基酯(“SiGMA”)、

2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、

3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(“TRIS”)、

3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和

3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。

在另一个示例中，b为2至20、3至15或在一些示例中为3至10；至 少一个末端R1包含一价反应性基团，并且其余的R1选自具有1至16个碳 原子的一价烷基基团，并且在另一个实施方案中，选自具有1至6个碳原 子的一价烷基基团。在另一个实施方案中，b为3至15，一个末端R1包含 一价反应性基团，另一个末端R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基基团，其余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基基团。本实施例的硅树 脂组分的非限制性示例包括(一-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端 的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW))(“OH-mPDMS”)、一甲基丙烯酰氧基 丙基封端的一-n-丁基封端的聚二甲基硅氧烷(800-1000MW)， (“mPDMS”)。

在另一个示例中，b为5至400或10至300，两个末端的R1均包含一 价反应性基团，其余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基基 团，所述一价烷基基团在碳原子之间可以具有醚键并且还可以包含卤素。

在一个其中需要有机硅水凝胶镜片的示例中，本发明的镜片将由这样 的反应性混合物制成：按由其制成聚合物的反应性单体组分的总重量计， 该反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅组分，优选地包含介于约 20重量％和70重量％之间的含有机硅组分。

在另一个实施方案中，一至四个R1包含下式的乙烯基碳酸酯或氨基甲 酸酯：

式II

其中：Y代表O-、S-或NH-；

R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；并且q为0或1。

含有机硅的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-双 [4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙 基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基 烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲 酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯 酯，并且

其中模量低于约200的生物医疗装置是期望的，仅一个R1应当包含单价反 应性基团，并且其余R1基团中的不超过两个将包含单价硅氧烷基团。

另一类含有机硅组分包括以下各式的聚氨酯大分子单体：

式IV至VI

(*D*A*D*G)a*D*D*E1、

E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或

E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1

其中：

D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳 二基或烷基芳二基；

G代表具有1至40个碳原子而且可在主链中含有醚键、硫代键或胺键 的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；

*代表氨基甲酸酯或脲基键；

a至少为1；

A代表由下式表示的二价聚合基：

式VII

R11独立地代表具有1至10个碳原子的烷基或氟取代的烷基基团，其 在碳原子之间可含有醚键；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分权 重；E和E1中的每个独立地代表由下式表示的可聚合不饱和有机基：

式VIII

其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基或-CO-Y -R15基，其中Y为-O-、Y-S-或-NH-；R14为具有1至12个碳原 子的二价基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表 具有6至30个碳原子的芳香基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并 且z为0或1。

优选的含有机硅组分为聚氨酯大分子单体，其由下式表示：

式IX

其中R16是在去除异氰酸酯基团之后的二异氰酸酯的双自由基(诸如异佛 乐酮二异氰酸酯的双自由基)。其他适宜的包含有机硅大分子单体为由氟 醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛乐酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰 基乙酯反应形成的式X的化合物(其中x+y为10至30范围内的数)。

式X

适用于本发明的其它包含有机硅的组分包括：包含聚硅氧烷、聚亚烷 基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极 性氟化接枝或侧基团(在末端二氟代碳原子上附接有氢原子)的聚硅氧 烷；包含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯、以及包含聚醚 和聚硅氧烷基基团的可交联单体。在一些示例中，聚合物主链可具有掺入 到其中的两性离子。当材料以溶剂形式存在时，这些两性离子可表现出沿 聚合物链的两种极性的电荷。两性离子的存在可改善聚合材料的可润湿 性。在一些示例中，上述聚硅氧烷中的任一个也可用作本发明中的封装 层。

无电解电镀金属层以密封电池结构

作为非限制性示例，金属电镀广泛用于许多应用中，在珠宝或金属器 具中用于美学目的，为工业机械或器具或材料的表面增加耐腐蚀性，或甚 至为表面增加导电性。在生物相容性通电元件中，围绕电池主体的镀层可 用于形成材料入口或出口的密封屏障。可以有许多方法在电池结构上镀覆 金属层，但是基本前提可涉及在电池外表面的表面上沉积金属材料的涂层 或层。可用许多类型的金属(包括铜、镍、铂、铑以及许多其他金属)进 行金属电镀。金属电镀的结果可以是在许多类型的其他材料上沉积金属， 所述其他材料包括但不限于其他金属、半导体或塑料。

金属电镀方法的典型示例可包括电镀和无电解电镀；二者均涉及用金 属层涂覆材料。然而，电镀可涉及待涂覆材料上的感应电荷，而无电解电 镀可不涉及电而是可涉及沉积金属的化学反应。

电镀可涉及许多步骤来实现所需光洁度、沉积材料的一致厚度，以及 成功涂覆所需的其他特性。在一些示例中，材料片可首先被彻底预处理， 以确保有效的电镀。预处理步骤可包括但不限于抛光、掩蔽、蚀刻、洗 涤、蒸汽清洁、冲洗、超声波洗涤或电清洁作为非限制性示例。在一些示 例中，预处理可从待涂覆的材料片的表面去除油、油脂或其他污染物。

在成功预处理之后，可将待镀覆的物体置于含有离子形式的待沉积金 属的溶液浴中。通常，电镀方法可涉及使溶液浴感应产生正电荷，以及使 待镀覆的物体感应产生负电荷。这种电荷差异可在溶液浴中的金属颗粒和 待镀覆的物体之间感应产生电吸引力。这种吸引力可化学改变离子状态， 并将金属颗粒从溶液浴结合到物体上，涂覆其表面。

根据待镀覆材料和溶液浴的组成，包括但不限于电压、溶液浴的pH、 溶液中的金属浓度、电镀时间和环境温度等的某些条件应优选地保持为确 保有效电镀。调整这些条件可改变电镀的各个方面，包括但不限于所得金 属表面的光洁度、沉积金属的颜色、沉积速度或沉积金属的厚度。其他环 境条件，诸如溶液浴中的气泡或污染物也可影响所得的光洁度；作为非限 制性示例，可通过搅拌溶液浴或对溶液浴实施碳处理来解决这些缺陷。在 一些示例中，减少生物相容性通电元件上电镀表面的缺陷的各种原因可为 重要的；因为这样的缺陷可能降低密封的有效性。

为了确保电镀成功，各种形式的后处理也可为必要的，包括但不限于 冲洗、蒸汽清洁、加热干燥或其他方法。

无电解电镀可涉及许多步骤来实现所需光洁度、沉积材料的一致厚 度，以及成功涂覆所需的其他特性。无电解电镀可具有关于涂覆和密封生 物相容性通电元件的如关于电镀已经讨论过的相同要求。首先，待涂覆的 材料片可首先被彻底预处理，以确保有效的电镀。预处理步骤可包括但不 限于清洁。清洁可有助于除去待涂覆物体的任何先前加工步骤所残留的污 染物和/或碎屑，以及从待涂覆材料片的表面上除去油、油脂或其他污染物。可以用酸或其他类型的清洁溶液进行清洁；在选择适当的清洁溶液 时，重要的是要考虑除去什么样的材料或碎屑、在清洁过程中清洁的材料 片(以及溶液)保持的温度、清洁溶液的所需浓度、清洁工可能需要做多 少机械功(搅动等)以及其他可能的方面。

作为非限制性示例，预处理步骤还可包括蚀刻、掩蔽、冲洗、干燥待 镀覆的物体并将其浸入活化剂预浸溶液以及活化剂溶液中。蚀刻可涉及使 用化学和/或机械方式(作为非限制性示例)将型材蚀刻成待镀覆的工件， 其将用作电镀的规定位置。预浸溶液可含有与活化剂溶液相同的离子，这 些离子将准备用于实际电镀的工件；该预浸溶液通常可被设计成施加到工 件上，并且在添加到活化剂溶液之前不被冲洗掉。预浸溶液对金属离子污染的敏感性可低于随后的活化剂溶液。使用预浸溶液可存在许多优点，包 括在非限制性意义上是较便宜的结果，并且可使活化剂溶液免受金属离子 污染，从而帮助该过程更有效地产生更高质量的结果。

在预浸后，可将活化剂溶液施加到工件上。活化剂可含有通过溶液中 的其他离子保持在还原态的某些离子；实际上，所述还原离子可机械地保 持在结合表面上，用作将促进无电解电镀的化学反应的催化剂。虽然在工 件表面上足够的活化剂溶液层对于催化无电解电镀过程很重要，但重要的 是要注意，过厚的活化剂溶液层则可能成为对电镀金属适当粘附的屏障， 所以应该避免。

预处理步骤还可包括活化后步骤，或如其通常也可被称为的加速。该 步骤可用于使得在预浸步骤中从活化剂溶液沉积出的活化物质能够在实际 的无电解电镀步骤之前尽可能地“活化”。该步骤可允许活化物质在实际 电镀步骤中更易于与化学镀溶液相互作用；这不仅可减小无电解电镀反应 的引发时间，其还可使激活物质污染无电解电镀溶液的可能最小化，从而 增加电镀结果的质量。如果此活化后步骤被省略，则沉积在工件上的活化剂溶液可能含有少量粘附性物质，这可能导致无电解电镀溶液的污染，并 可能延长无电沉积反应的起始时间。在一些示例中，活化后溶液可为酸性 的，并且可用于除去由于活化剂和后活化剂之间的冲洗步骤而可在工件表 面上形成的金属氧化物；虽然这对于工件是有利的，但它可能会污染后活 化剂，并且溶液浴可能需要在用这些金属或其他污染物过度浓缩后补充。

在预处理之后，工件可浸入化学浴中，其包含以下可能的成分作为非 限制性示例：(沉积所需金属的)金属盐、还原剂、碱性氢氧化物、螯合 剂、稳定剂、增白剂和任选的润湿剂。还原剂和氢氧根离子可提供沉积溶 液浴中所含金属所需的还原力。沉积反应可由在活化步骤期间施加到工件 表面的催化物质引发。典型的无电解电镀浴选择可取决于几个因素，包括 但不限于温度、所需电镀速度、所需电镀厚度和金属浓度(以及因此在单 个浴中的多个工件的电镀反应的可重复性，尽管这种可重复性可被视为还 依赖于许多其他因素)。

通过无电解电镀改善机械强度

在一些示例中，用于改善机械强度的期望的溶液可涉及用于形成保形 屏障涂层的化学镀技术。本文讨论了无电解电镀的原理。无电解电镀可将 保形金属层沉积到导电的或非导电涂层上。已经开发了用于将金属(诸如 镍、铜和锡)沉积到塑料表面上的无电解电镀浴。然后可使用无电解电镀 或电镀处理多种金属(包括镍、铜、锡、金、银、镉和铑)来进一步镀覆 无电解电镀金属。在某些情况下，由于成本、腐蚀和/或机械问题，可能需 要使用结合多于一个电镀层的分层结构。

涂层可被制成任意厚的，并且除了用作屏障外，还可机械地加固电 池。这种机械加固可迫使氢气从电池两侧流出，减少或消除由于锌腐蚀期 间产生的氢气引起的膨胀。为了避免由于电镀而在电池端子之间形成短 路，在电镀过程中可能需要使用非导电材料来掩蔽一个或两个端子。

在一些示例中可利用无电解电镀形成层，其中无电解电镀和/或电镀可 被用于在它们上面产生大致1密耳(25微米)的共形铜涂层。可使用印版 胶带来掩蔽这些电池的两个端子，以避免在电镀加工期间电池短路。

接下来可将胶带从所述端子移除，然后可将电池在室温下和50％的相 对湿度下老化。

电池部件设计中的绝缘蛤壳式半部

在一些示例中，可采用使活性电池化学物质区域分段的方式来设计电 池元件。在一些示例中，这些密封部可以是气密的。将活性电池部件分成 可通常呈蛤壳形状的气密地密封区段，可存在多种优点。蛤壳形式电池与 由塑料、金属、玻璃或陶瓷组成的外部部件可形成理想的建筑设计方面。 在一些示例中，可以选择材料，使得在材料之间形成的密封部可以被认为 是“气密的”，因为分子穿过密封部的扩散可能根据对“密封部的类型， 或用于形成密封部的方法的类型”的测试规程而符合一定规格。例如，诸 如电池的电子部件在内部可以具有一定体积的空气或“相当于一定空气 量”的体积，并且气密规格可以涉及具有小于一定水平的泄漏率的密封 部，其将装置50％的容积替换成密封部外部的空气。大形式的蛤壳式电池 可由说明书的以下章节中将讨论的一个或多个方法形成，其中低水平的泄漏可以被测量以确定给定电池是气密密封的。在实践中，诸如根据本公开 的那些小蛤壳式电池或微电池在一些示例中可具有大约10^-4cm³的体积。泄 漏检测设备测量足够低的泄漏率以探知微电池的密封部是“气密的”的能 力可能超出目前的泄漏检测技术；然而，微电池的密封部可以被称为气密 的，因为当应用于大型电池时，相同的处理和材料导致足以使密封处理和 材料“气密”的可测量的低泄漏率。

在实验中，已经研究了各种材料和密封部类型的密封方面。可以将密 封完整性以及膨胀完整性表征为水分子的转移，利用前文所述的与水蒸汽 传输相关的WVTR度量。以及，可测量氧气穿过障壁或密封部的传输。所 述测量值可被表征为在某种意义上的相对量，因为可见的密封电池的条件 可以不确实与测量的条件相关。在一些示例中，可在例如干燥室中执行 WVTR测试，使得泄漏检测设备可能够检测由于传送通过屏障引起的水蒸 汽的变化。这与例如浸入水性溶液中存储在生物医学装置中的实际设备进 行对比。然而，膜的特性可在测试条件下被定量以确定对比测试测量哪些 使用的各种材料在实践中工作良好。在下表中，各种膜类型和化学镀膜/电 镀膜均显示示例性结果。在第一列裸露膜中，且涂布有SiO2的裸露膜针对 氧气传递速率(OTR)和水蒸气传导率(WVTR)均进行定量。然后各种 厚度的膜沉积被叠加。在相对比较中，裸露膜与具有在其上沉积大约63微 米铜的膜相比可具有～1300较高的WVTR。(这可以是最小值，由于测量 的机器下限为0.01)。因此利用无电沉积涂布蛤壳式电池形式可预期导致 电池形式的气密特性的显著改善。

	OTR，cc/m<sup>2</sup>-天	WVTR，g/m<sup>2</sup>-天
			裸露的膜	5527	13.92
裸露的+SiO<sub>x</sub>	66.18	1.783
			铜(0.0003″)	1.65	0.123
铜(0.0003″SiO<sub>x</sub>)	0.022	0.01
			铜(0.00063″)	0.012	0.01
铜(0.00065″SiO<sub>x</sub>)	0.047	0.037
			锡，(0.0006″)	545	0.155
锡(0.0006″SiO<sub>x</sub>)	650	0.55
			锡(0.001″)	1.067	0.017
锡(0.001″SiO<sub>x</sub>)	561	0.01

参见图2A1、2A2和2A3，不同类型的蛤壳形式电池的基础示例以横 截面示出。所示示例是共面形式；然而，共面的示例可以具有类似的形式 并且在后面的部分中进行描述。参照图2A1，发现蛤壳形式电池200的基 本示例，其中绝缘体材料的主体外壳分离成两块“壳体”。所述凸缘结构 特征与在蛤壳主体成一条直线。在该示例中，由半导体或绝缘体形成的两 种组分限定顶部蛤壳式半部211和底部蛤壳式半部212，顶部蛤壳式半部和 底部蛤壳式半部中的每者可包含阳极化学物质221和阴极化学物质222。在 一些示例中，所述蛤壳式半部本身可由围绕材料的形成的金属管围绕。在 一些示例中，阴极化学物质222和阳极化学物质221可以由分隔物240分 开。分隔物可以沿底部蛤壳式半部212的中部向下延伸，直到电池结构封 闭，此时它与顶部蛤壳式半部211邻接。在一些示例中，这种配置对于物理分离阳极和阴极以及防止分隔物的顶部和底部周围的泄漏可能是有益 的。在剖视图中未示出的电池接触件需要彼此电隔离以形成功能电池，因 为电连接将导致电池化学物质被耗尽。在第一示例中，可以在两个蛤壳式 半部的串联凸缘特征之间形成密封部230。

参见图2A2，示出了基本形式的示例性修改，其被示为具有突出凸缘 201的蛤壳形式。在一些示例中，大密封表面可因突出凸缘得到并形成不同 形式的密封部230A。在一些示例中，可以使用大量的突起来形成大的密封 部。

参见图2A3，示出了基本形式的示例性修改，其中顶部蛤壳式半部 211为扁平形式，并且底部蛤壳式半部212为凹陷蛤壳形式。扁平件的周边 可以形成凹陷的蛤壳件的凸缘特征的等同物，并且可以邻接凹陷蛤壳件的 凸缘并与其密封在一起。

在图2A1、图2A2和图2A3的基本示例中，由绝缘体或半导体制成的 蛤壳式半部将阳极和阴极电隔离。在其他一些更复杂的蛤壳式电池形式 中，金属蛤壳可以与绝缘蛤壳相结合。在一些其他形式中，两个金属蛤壳 半部可被构造成在它们之间具有绝缘片。由绝缘材料形成的蛤壳可为固 体、结晶型绝缘材料，或者可以是也可为绝缘材料的塑料形式。

如各种示例中所示，可在蛤壳式半部之间形成至少一个密封部。在更 复杂的结构的情况下，可以在金属蛤壳式半部与中间绝缘材料之间添加第 二密封部。蛤壳式半部可以是物理件，其本身作用在电池内的材料容纳件 中，并且作为扩散阻隔件的一部分阻止进入或离开电池的化学转移。在先 前的论述中，讨论了各种类型的密封部的描述，包括气密密封部和形成它 们的技术。密封部230的示例可以是金属到陶瓷或金属到玻璃密封部、陶 瓷到陶瓷、陶瓷到玻璃、玻璃到玻璃、塑料到陶瓷、塑料到玻璃和其他这 样的组合。

现在参见图2B和图2C，示出了来自电池200、201和202的形式的顶 部和底部蛤壳式半部的另选视图，所述电池在图2A1、图2A2和图2A3中 示出。图2B能够表示可以与上半部211一起密封的蛤壳形式电池200的下 半部212的俯视图。该下半部分212被示出不具有相应的阳极和阴极化学 物质，因此示出了两种化学物质均占据的腔。图2C表示上半部211的仰视 图。

蛤壳电池的底半部212可具有阳极区域231或阳极腔体。该腔体可具 有将阳极化学物质电性连接至电池阳极触件261的电连接件。该下半部212 或232还可具有阴极区域或阴极腔体。该阴极腔体可具有将阳极化学物质 电连接到阴极触件271的电连接件272。在所示的示例中，阴极触件271和 阳极触件261位于部分相同的蛤壳式半部。在一些其它示例中，每个蛤壳 可具有一个触件和到适当的化学物质的连接件。

当两个蛤壳式半部放在一起，顶部件可在其间的接合部处密封到底部 件。再次参见图2A1，示出密封部230。如图2B所示，密封部的材料实际 上可为蛤壳材料的一个凸缘。该下半部212的内部凸缘235可与蛤壳的上 半部211的内部凸缘237对应并与其接触。下文更详细地描述了外部凸缘 234和235。根据蛤壳的材料，各种类型的密封部可形成在这些凸缘上。在 陶瓷或半导体块一些示例中，S键型密封部或钎焊的密封部可形成在金属层 上，该金属层可气相沉积在蛤壳式半部。参见图2D，用近距离视图示出了 用于下半部212的外部凸缘234的密封区域的特写。上半部211的外凸缘 236可与下半部212的相应的外部凸缘接合并且近距离视图可示出密封部形 成的区域。

参见图2E，可见图2A1的蛤壳形式电池的下半部212和上半部211之 间的密封区的侧视图，以及在激活之前，与密封部相关联的层的 示例。可能显而易见的是类似情况可导致图2A2和2A3的蛤壳形式。蛤壳 式上半部211和第二蛤壳式半部212212可以在每侧涂覆有用于第一焊料层 238和第二焊料层239的预湿焊料层。可以将一片材料250定位 在这两个焊料层之间。当该材料被激活时，它可以局部熔化焊料层并形成密封部230。该图示示出了对接接头，但许多其他接头结构可能包 括重叠设计，凹槽设计和其他类型的接头，该接头具有焊料涂层的表面， 并且在该接头中，一片可定位在待密封的两个表面之间。在其它 示例中，图2E的结构可以通过将金属层沉积在待密封区域处的蛤壳式半部 的凸缘上(例如凸缘234-237)。金属表面可用于将金属焊接或钎焊到气 密密封部中。

在其它示例中，蛤壳式部件可由金属片，该金属片带有由陶瓷制成的 中间件，或其它绝缘材料形成，该绝缘材料作为金属蛤壳件之间的电绝缘 层。在此类示例中，每个金属蛤壳以图2E中所示的结构可形成绝缘块的密 封部。

在其他示例中，蛤壳块可由塑料材料制成。该塑料材料可具有用于电 池电极的沉积的或附接的金属区域，但是围绕蛤壳式半部唇缘的密封部可 用粘合剂密封或通过此类技术如超声熔体密封或激光熔体密封来熔化。

可存在多种材料可用作可能对光或紫外光暴露敏感的光敏密封剂。可 使用本领域已知的任何密封剂，但在一组品牌粘合剂的非限制性示例中， 可包括：DELO KaitobondOB614、DELO Kaitobond OM VE 115261、Delo LP 424、DELO Photobond LP VE526279、Dymax 1121-420、Dymax 1121- 7401、Dymax 1128A-7401、EMI 10590、EMI optocast 3553、Epotek 301、 Epotek 301-2、Epotek OG142-112、Epotek OG142-95、Epotek OG603、Henkel Loctite 3341、Henkel Loctite 3922、Henkel Loctite 3942、Henkel Loctite5055、Henkel Loctite M-11FL、Momentive RTV 615、Momentive UVLSR 2060、MomentiveUVLSR 7070、Norland Optical Adhesive 61、 Norland Optical Adhesive 68、NorlandOptical Adhesive 86、NuSil MED- 6010、Nusil MED-6400、Permabond UV 632、Tangent40093、Tangent 7090 和Threebond 30Y-951。

现在参见图3A，可找到蛤壳形式电池300的另选示例。在该示例中， 两个容纳部件、顶部蛤壳部件310和底部蛤壳部件330可以形成围绕电池 材料的外壳。作为非限制性示例，部件可包含硅或陶瓷材料。阳极化学物 质312可以位于顶部蛤壳部件310内。并且阴极化学物质340可以位于底 部蛤壳部件330内。在该示例中，顶部部件310和底部部件330的尺寸可 以相同，使得它们在彼此密封时形成关于由密封部形成的水平轴线几何对 称的蛤壳形式电池300。在其他实际示例中，顶部蛤壳式部件310中的阳极 化学物质的体积可以小于底部蛤壳部件330中的阴极化学物质的体积。阴 极化学物质340和阳极化学物质312可以由分隔物320分开。电池接触件 需要彼此隔离以形成功能电池，因为电连接将导致电池化学物质被耗尽。 在非限制性示例中，顶部和底部蛤壳部件可以由各种绝缘体材料形成，例 如陶瓷、玻璃和塑料。密封部可以是上文所述的可形成气密密封的陶瓷到 陶瓷密封部、陶瓷到玻璃密封部、玻璃到玻璃密封部之一。

参见图3B，示出了示例性底部蛤壳式半部330以及图3C中的示例性 顶部蛤壳式半部310的图示。示例性蛤壳式电池的设计用于在每个半壳上 具有外部电接触件的单个单元电池。底部蛤壳式半部包括用于各种电池化 学物质的单个腔体332。腔体被凸缘331围绕。电连接件333将腔体区域接 合到示例性阴极触件334。再次参见图3C，顶部蛤壳式半部可具有用于阳 极化学物质312的单个腔体，或者在一些其他示例中可具有顶板。电连接 件313可以将电池的阳极连接到阳极接触件314。当顶部蛤壳式半部被置于 底部蛤壳式半部上方时，顶部蛤壳式半部上的凸缘311与底部蛤壳半上的 凸缘331重叠。

参见图3D和图3E，图3A所示的蛤壳式电池类型的另一个示例被示 出为具有多个电池单元，并且阳极触件和阴极触件被示出为位于未被底部 蛤壳式半部的部分覆盖的单个半壳件上。底部蛤壳式半部330具有两个腔 体351和352，其中在电池单元之间具有电接触件353。如果两个腔体的化 学叠堆彼此相反，那么两个腔体将起作用；例如，在腔体352具有位于阴 极化学物质下方的阳极化学物质时，腔体351具有位于阳极化学物质下方 的阴极化学物质。在其他示例中，可以形成相反的叠堆。再次参见图3E， 两个腔体358和359可具有电连接件354和355，它们将两个腔体中的每一 个连接到触件356和357。顶部蛤壳式半部310和底部蛤壳式半部330的凸 缘311和331可用于按照本说明书中所述的方式形成气密密封。

参见图3F和图3G，如图3D和图3E所示的蛤壳式电池设计类型的示 例再次被示出为多个单元和暴露的触件位于一个蛤壳式半部上。底部蛤壳 式半部330具有两个腔体363和364，其中在电池单元之间具有电接触件 365。如果两个腔体的化学叠堆彼此相反，那么两个腔体将起作用；例如， 在腔体363具有位于阴极化学物质下方的阳极化学物质时，腔体364具有 位于阳极化学物质下方的阴极化学物质。在其他示例中，可以形成相反的 叠堆。再次参见图3G的顶部蛤壳式半部310，两个腔体361和362可具有 电连接件366和367，它们将两个腔体中的每一个连接到触件368和369。 然而，该示例中的蛤壳式半部可以由半导体材料形成，使得电连接件366 和367可以通过在这些区域中重掺杂蛤壳式半部的半导体材料来形成。这 样，可通过这种不在密封层中形成间隙的方式形成通过蛤壳式半部到达外部接触件的电接触。顶部蛤壳式半部310和底部蛤壳式半部330的凸缘311 和331可用于按照本说明书中所述的方式形成气密密封。再次，由于密封 表面之间缺乏物理电接触，这些密封部可形成极度气密的密封，从而形成 从电池化学物质到接触区域的电接触。

参见图3H和图3I，示出了其中蛤壳为完整圆形形式的示例。底部蛤 壳式半部330具有围绕整个圆的单个腔体371，并具有电接触件374。所示 的情况是针对与半导体蛤壳的高掺杂区域电接触的半导体形式蛤壳式半 部。在一些示例中，半导体材料可以是诸如硅的无机半导体，其中诸如磷 和硼的原子掺杂物可以改变导电性。在一些其他示例中，半导体可以是有 机半导体，其中分子掺杂可以调节某些区域的导电性以提供电接触。可使 用多种掺杂的有机半导体系统；然而，在非限制性示例中，可以在聚合物 基体中使用掺杂有2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基醌二甲烷(F4TCNQ)的聚(3-己 基噻吩)(P3HT)。大面积的掺杂有机半导体可以涂覆有用于接触衬垫的金属 膜。在其他示例中，绝缘或塑料蛤壳可具有穿透蛤壳式半部的金属接触 件，并具有良好的气密密封。腔体可包含阴极化学物质，也可能包含分隔 物。顶部蛤壳式半部310可具有腔体370以容纳阳极化学物质，阳极化学 物质可以例如是蛤壳式半部件上的电沉积阳极。同样，顶部蛤壳件可具有 扩散的硅接触区域375。顶部蛤壳式半部310和底部蛤壳式半部330的凸缘 311和331可用于按照本说明书中所述的方式形成气密密封。由于所示的电 池形状是整圆，因此存在与顶部蛤壳式半部凸缘311A和底部蛤壳式半部凸 缘331A分离的凸缘。凸缘331A和311A可通过与外凸缘相同的气密密封方式密封。由于密封表面之间缺乏物理电接触，这些密封部可形成极度气 密的密封，从而形成从电池化学物质到接触区域的电接触。

在由绝缘材料制成的蛤壳式部件的示例中，本文示出了电连接的示 例，其可以通过使电极集流体穿过接缝区域延伸到接触衬垫来进行。在其 他示例中，半导体蛤壳式部件可以被掺杂以允许电接触流过蛤壳主体。其 他示例可包括蚀刻到绝缘材料中然后用导电材料填充的导电通孔。导电通 孔材料的沉积可以这样一种方式进行，使得通孔的密封部可以保持气密密 封。

在一些示例中，电解质可以通过加注口填充成蛤壳式电池形式。可在 电池形式上抽真空，通过加注口排出气体，电解质可以通过加注口进入蛤 壳主体。然后，可通过用粘合剂或可聚合材料填充加注口来形成密封部。 在一些示例中，加注口的填充可以在进行蛤壳式电池形式的金属涂覆之前 进行以改善气密密封。

电池部件设计中的金属蛤壳式半部

参见图4，发现多件式蛤壳式电池的示例性图示。在一个示例中，如 针对其他蛤壳示例所论述，金属顶部蛤壳式半部410和金属底部蛤壳式半 部470可包括电池元件。由于如果接合在一起，金属蛤壳式半部会使电池 单元短路，因此绝缘连接件440被放置在蛤壳式半部之间并且在密封部430 和密封部450处接合。密封部可以任何方式制成，用于形成如本文所述的 气密密封。电池可包括内部支撑件415，以组装过程中将部件保持在适当位 置，然后形成气密密封。同样，阳极420可以形成在顶部蛤壳式半部410 上，并且阴极460可以沉积或形成到底部蛤壳式半部470中，该底部蛤壳 式半部可以已接合到绝缘连接件440。

电池部件设计中的塑料蛤壳式半部

参见图5A，以剖视图示出了生物相容性通电元件500的塑料蛤壳示 例。底部蛤壳式半部520可以填充有中心分隔物531、阳极530、阳极集流 体571、阴极532和阴极集流体573。顶部蛤壳式半部510可以在密封部 540处密封到底部蛤壳式半部，该密封部可以通过在界面处将塑料件熔化成 厚密封部而制成。密封部541以“透视”方式示出，以表明蛤壳凸缘可以 一起熔化以沿凸缘的界面形成密封。塑料密封的蛤壳式电池可以通过用沉 积的金属膜包裹大量的塑料电池主体而被形成为更具气密性，所述沉积的 金属膜通过无电沉积然后进行电沉积而形成。

在其他示例中，用于形成蛤壳件的塑料原料可以由复合塑料材料制 成，例如聚合物、金属膜、聚合物堆叠的起始膜。其中在添加其他特征结 构之前将金属膜形成在蛤壳件内或涂覆在蛤壳件上的其他示例也是可能 的。也可以在其内或其上已经具有金属膜的蛤壳形式上添加化学镀膜和/或 电镀膜。

参见图5B，塑料形式蛤壳式电池可以用金属膜封装，以改善蛤壳外层 的气密密封。蛤壳形式表面可用酸洗预浸进行清洗和处理，以除去污染物 诸如残留浆料。其他洗涤剂和清洁剂可包括RCA型清洁剂、SC1和SC2型 过氧化物基清洁剂、氢氟酸、硫酸以及酸的组合。促进剂或敏化剂可包括 专有配方，诸如来自Transene公司的“C型”溶液。接下来可使用活化剂 来处理表面。作为非限制性示例，可使用来自Transcene公司的“D型”溶 液。参见图5B，该处理的结果被示出为图5B的完全形成的生物相容性通 电元件500上的层560。

接下来，可将预处理的表面浸入用于无电解电镀的浴中，在该示例中 为铜。已经预处理和活化的电池主体现在可在大约40℃的高温下浸入 Transene公司的“A型和B型”无电解铜浴溶液的混合物中一段时间以形 成数微米的沉积物。所得沉积物被示为层561。在一些示例中，表面可在酸 中后洗涤以稳定该表面。

在一些示例中，可使用铜浴电镀将较厚的沉积层(可能为10微米或更 厚的铜)沉积在化学镀层上。所得铜层被示为层562。在一些示例中，铑的 电镀处理可在电镀铜层之后作为层563。铑可稳定和保护铜表面；因此，在 一些示例中可添加薄层作为顶表面。

如果将整个电池元件电镀在铜层中，则电池的两个接触件将短路，并 且电池将不起作用。因此，在电镀之前可保护电池的一个或两个接触件， 以防止在接触件周围形成并隔离接触件。参见图5C，电镀前的塑料蛤壳式 结构电池的示例性俯视图被示出为在图5A的电池上具有阴极触件574和阳 极触件572，其中阴极触件以虚线示出，表明该特征结构被隐藏在保护膜 575的后面。电连接层可用于在电池阳极和阴极之间形成经过其集流体到达相应接触衬垫的电连接。诸如印版胶带的保护膜575可以放置在阴极触 件、阴极集流体及其相关联的电连接层周围。如图5B所示，电池的剩余表 面可涂覆有化学镀层和电镀层。接触区域可具有层压结构的非电镀表面的 事实对于密封电池而言可能不是问题。在一些示例中，接触件可被制成足 够长，使得在接触件附近存在相对较大的密封。从不同的意义而言，一次 电池的操作可能导致气体诸如氢气的产生。围绕一个或多个接触件的不太 密封的区域的存在可为有利的，因为它可形成可允许产生的气体通过其缓 慢消散的路径。

参见图5D，示出了在用印版胶带或其他保护膜涂覆塑料蛤壳示例之后 的示例性图示。除了被保护膜保护的区域之外，沉积膜576可以覆盖整个 结构。在所示示例中，包括阳极触件572和阳极集流器571的阳极接触区 域被其上的化学镀膜和电镀膜覆盖。而阴极触件574和阴极集流体573未 被涂覆。在一些示例中，阳极触件也可被屏蔽而不会在其上沉积。同样， 该示例示出了利用无电解电镀涂覆塑料膜，在其他实施例中，也可以通过 无电解电镀处理和涂覆诸如绝缘体、玻璃等的其他材料。

参见图6A，示出了具有非矩形横截面的不规则形状的蛤壳形式电池。 蛤壳可能会采用多种其他不规则的形状。在一些示例中，不规则形状的塑 料蛤壳形式可被挤出或压制成由模具确定的形状。在图6A中，横截面的不 规则形状可以被设计成更好地适形于典型接触镜片形式的空间形状。底部 蛤壳式半部620可沿朝向接触镜片的外部部分的方向远离镜片的中心倾 斜，使得电池形式可以嵌入其中。在一些示例中，底部蛤壳式半部620可 以用阴极化学物质630填充。第二蛤壳式半部、顶部蛤壳式半部610可被 形成为与蛤壳可沿其被密封的内部和外部凸缘区域611匹配。在一些示例 中，可通过超声熔化进行密封。顶部蛤壳610可被构造为具有分隔物631 以及阳极化学物质632。蛤壳结构可以在密封之前或之后填充电解质，当填 充在密封之后进行时，可以通过真空填充技术使用加注口。在一些示例中，可以在各种蛤壳概念中使用如前所述的其他形式的电解质，如聚合物 电解质。

参间图6B，示出了示例性塑料蛤壳式电池。顶部蛤壳件610和底部蛤 壳件620与蛤壳件的凸缘区域的厚熔融密封边缘640接合。可存在多种方 式将蛤壳件的凸缘区域熔化成厚熔融密封部。参见图6C和图6D，图6C的 示例性底部蛤壳和图6D的顶部蛤壳以从上到下的透视图示出。在一些示例 中，以图6A的剖视图示出的不规则形状被示出在各种腔体内的蛤壳式电池 的部分中。图6C的底部蛤壳件620具有这种剖面形状的腔体651和652。 同样，在图6C的底部蛤壳件620中，可存在凸缘661和内部电连接特征结 构653。同样，在图6D的顶部蛤壳件610中，可存在具有与已经论述的其 他蛤壳式电池示例相似的几何布置的凸缘611、腔体658和659、电连接件 654和655，以及触件656和657。

制造蛤壳式电池的方法

现在参见图7，示出了具有用绝缘容纳材料形成蛤壳形式电池的示例 性方法步骤的流程图700。根据蛤壳式电池的性质，可以在用于形成具有不 同容纳材料的蛤壳形式电池的不同方法之间共享某些方法步骤，例如，作 为非限制性示例，沉积对电池化学性至关重要的组分；另一方面，在具有 不同容纳材料的蛤壳形式电池的方法步骤中也可存在某些显著差异，例如 用于密封容纳部件的确切密封方法。首先，在步骤702，接收由绝缘材料制成的一组蛤壳式半部。这些半部包括最终包封并密封蛤壳形式电池的容纳 部件，并且可以是用于形成该电池的基部部件。在步骤704和706处继续 任选的方法步骤；步骤704，在接收绝缘材料半部之后，所述绝缘材料半部 可用气相沉积的膜在其内部半部上任选地涂覆以用于导电；步骤706，或可 任选地用金属膜涂覆蛤壳式半部的凸缘以用于密封。如先前在本说明书中 所述，这些步骤可以是可有助于形成绝缘体或绝缘体密封部的预激活步 骤，并且可单个地或共同地发生。随后，在步骤708，导电迹线可限定在蛤 壳式半部中。这些迹线可用于电连接重要功能性电池化学部件，限定并连 接电池的接触部，或用于在本说明书中先前描述的其他目的。接下来在步 骤710，阳极可被沉积在蛤壳中的一个蛤壳上，并且随后在步骤712，阴极 可沉积在蛤壳中的一个蛤壳上。如已在前面的部分中所述，在各种选项中，电池可按共轴和共面的构型形成。在共轴构型中，阳极所沉积或放置 在其中的蛤壳式半部可不同于阴极所放置在其中的蛤壳式半部；然而，在 共面构型中，由于阳极和阴极位于同一平面上，它们两者可放置在同一蛤 壳式半部中。在共面构型中，第二蛤壳件可起到加盖和密封功能。在这些 步骤中沉积的阳极和阴极可被放置在与步骤708的先前限定的导电迹线适 当交接的位置中。接下来，在步骤714，分离物可被涂覆或放置在填充的蛤 壳式半部中的一个或两个上，该涂层或放置的隔膜可用于将阳极和阴极部 件彼此以物理的方式和/或电的方式隔开，如本说明书中先前所述。在步骤 716中，电解质可沉积到填充有阳极和阴极的蛤壳式半部中的每个或至少一 个蛤壳式半部中；如本说明书中先前所述，电解质可对于电池化学性是至 关重要的，使得形成电位差的离子能够转移，从而允许电池发挥作用。然 后，在步骤718，两个蛤壳式半部可被接合在一起，并且在该蛤壳式半部的 凸缘之间形成密封部。甚至进一步在任选的步骤720，蛤壳式半部的表面的 至少一部分可被任选地用化学镀和/或电镀密封。上述预激活步骤可能对激 活以及在这些步骤718和720中密封形成是至关重要的。作为附加的非限 制性示例，所述密封形成还可与可放置在密封区域上的的切割件 一起发生。在激活之后，将熔融焊料并形成焊接的气密接合。在 一些示例中，绝缘体到绝缘体密封的其它形式可以按照本说明书中先前描 述的方式来形成。

现在参见图8，示出了具有用塑料容纳材料形成蛤壳形式电池的示例 性方法步骤的流程图800。首先，在步骤802，接收由塑料材料制成的一组 蛤壳式半部。这些半部包括最终包封并密封蛤壳形式的电池的容纳部件， 并且可以被视为用于形成该电池的基部部件。在步骤804和806处继续任 选的方法步骤；步骤804，在接收塑料材料半部之后，该塑料材料半部可被 用气相沉积的膜在它们的内部半部上任选的涂覆以用于导电；步骤806，或 可任选地用金属膜涂覆蛤壳式半部的凸缘和表面以用于从电池的内部到外 部的电连接。如先前在本说明书中描述的，这些步骤还可充当蛤壳式件的 可有助于密封的区域中的预激活步骤，并且可单个地或共同地发生。随 后，在步骤808，导电迹线可限定在蛤壳半部中。这些迹线可用于电连接重 要功能性电池化学部件，限定并连接电池的接触部，或用于在本说明书中 先前描述的其它目的。接下来在步骤810，阳极可被沉积在蛤壳中的一个蛤 壳上，并且随后在步骤812，阴极可沉积在蛤壳中的一个蛤壳上。如已在前 面的部分中所说明，在各种选项中，电池可按共轴(cofacial)和共面的构 型形成。在共轴构型中，阳极所沉积或放置在其中的蛤壳式半部可不同于 阴极所放置在其中的蛤壳式半部；然而，在共面构型中，由于阳极和阴极 位于同一平面上，它们两者可放置在同一蛤壳式半部中。在共面构型中，第二蛤壳件可起到加盖和密封功能。在这些步骤中沉积的阳极和阴极可被 放置在与步骤808的先前限定的导电迹线适当交接的位置中。接下来，在 步骤814，隔离膜可被涂覆或放置在填充的蛤壳式半部中的一个或两个上， 该隔离膜可用于将阳极和阴极部件彼此以物理的方式和/或电的方式隔开， 如本说明书中先前描述的。在步骤816中，电解质可沉积到填充有阳极和 阴极的蛤壳式半部中的每个或至少一个蛤壳式半部中；如本说明书中先前描述的，电解质可对于电池化学性是至关重要的，以使能形成电位差的离 子转移，从而允许电池发挥作用。然后，在步骤818中，两个蛤壳式半部 可被接合在一起，并且可在该蛤壳式半部的凸缘之间形成熔融密封部。更 进一步地，在步骤820中，可用化学镀和/或电镀将蛤壳式半部的表面的至 少一些部分密封。上述预激活步骤可能对激活以及在这些步骤818和820 中密封形成是至关重要的。在一些示例中，塑料到塑料密封的其他形式可 以按照本说明书中先前描述的方式来形成。除了图8中标识的那些步骤之 外，还可以使用如前所述的各种处理示例，或者它们可以替代一些示例性 处理步骤。

现在参见图9，示出了具有用金属容纳材料和中间隔离件形成蛤壳形 式电池的示例性方法步骤的流程图900。首先，在步骤902，接收由金属材 料制成的一组蛤壳式半部。这些半部包括最终包封并密封蛤壳形式电池的 容纳部件，并且可以被视为用于形成该电池的基部部件。在步骤904、906 和908处任选地继续；在接收塑料材料半部之后，可任选地在其内表面和/ 或外表面上涂覆涂层以实现绝缘特性，或可任选地在步骤906中在其凸缘 上涂覆绝缘涂层。由于金属容纳部件在其每个表面和凸缘上可以是完全导 电的，因此这些步骤对于限制某些区域的导电性以防止可能阻止蛤壳形式 电池正常工作的短路或其他问题而言可能是重要的。随后，在步骤908，导 电迹线可限定在蛤壳式半部中；在某些情况下，在添加绝缘涂层之后，可 能需要随后添加另外的导电迹线，以重新连接与涂层彼此绝缘的金属容纳 材料的导电部分。这些迹线可用于电连接重要功能性电池化学部件，限定 并连接电池的接触部，或用于在本说明书中先前描述的其他目的。接下来 在步骤910，阳极可被沉积在蛤壳中的一个蛤壳上，并且随后在步骤912， 阴极可沉积在蛤壳中的一个蛤壳上。如已在前面的部分中所述，在各种选 项中，电池可按共轴和共面的构型形成。在共轴构型中，阳极所沉积或放 置在其中的蛤壳式半部可不同于阴极所放置在其中的蛤壳式半部；然而，在共面构型中，由于阳极和阴极位于同一平面上，它们两者可放置在同一 蛤壳式半部中。在共面构型中，第二蛤壳件可起到加盖和密封功能。在这 些步骤中沉积的阳极和阴极可被放置在与步骤908的先前限定的导电迹线 适当交接的位置中。接下来，在步骤914，隔膜可被涂覆或放置在填充的蛤 壳式半部中的一个或两个上，该隔膜可用于将阳极和阴极部件彼此以物理 的方式和/或电的方式隔开，如本说明书中先前所述。在步骤916中，电解 质可沉积到填充有阳极和阴极的蛤壳式半部中的每个或至少一个蛤壳式半 部中；如本说明书中先前所述，电解质可对于电池化学性是至关重要的， 使得形成电位差的离子能够转移，从而允许电池发挥作用。然后，在步骤 918，两个蛤壳式半部可与中间绝缘件接合在一起，并且可在蛤壳式半部的 凸缘与中间件的凸缘之间形成密封部。甚至进一步在任选的步骤920，蛤壳 式半部的表面的至少一部分可被任选地用化学镀和/或电镀密封。上述预激 活步骤可用于激活以及步骤918和920中的密封形成。

现在参见图10，示出了具有用半导体容纳材料形成蛤壳形式电池的示 例性方法步骤的流程图1000。首先，在步骤1002，接收由半导体材料制成 的一组蛤壳式半部。这些半部包括最终包封并密封蛤壳形式电池的容纳部 件，并且可以是用于形成该电池的基部部件。在一些示例中，蛤壳材料可 以是诸如硅的无机半导体，而在其他示例中可以使用有机半导体材料。任 选地，在步骤1004，在接收半导体材料半部后，可以在其内表面和/或外表面上涂覆涂层以实现绝缘特性。在步骤1006，蛤壳式半部的半导体材料可 以被掺杂以显著增加材料的导电性。这样，可以形成电池的接触区域，而 不需要任何密封部。随后，在步骤1008，导电迹线可限定在蛤壳式半部 中。这些迹线可用于电连接重要功能性电池化学部件，限定并增强电池的 掺杂接触区域，或用于在本说明书中先前描述的其他目的。接下来在步骤 1010，阳极可被沉积在蛤壳中的一个蛤壳上，并且随后在步骤1012，阴极 可沉积在蛤壳中的另一个蛤壳上。在这些步骤中沉积的阳极和阴极可被放 置在与步骤1008的先前限定的导电迹线适当交接的位置中。接下来，在步 骤1014，隔膜可被放置在填充的蛤壳式半部中的一个或两个上，该涂层或 隔膜可用于将阳极和阴极部件彼此以物理的方式和/或电的方式隔开，如本 说明书中先前所述。在步骤1016中，电解质可沉积到填充有阳极和阴极的 蛤壳式半部中的每个或至少一个蛤壳式半部中；如本说明书中先前所述， 电解质可对于电池化学性是至关重要的，使得形成电位差的离子能够转 移，从而允许电池发挥作用。然后，在步骤1018，两个蛤壳式半部可被接 合在一起，并且在该蛤壳式半部的凸缘之间形成密封部。另外，具体地讲 对于在步骤1020中使用有机半导体材料形式蛤壳半的示例，蛤壳式半部的 表面的至少一些部分可以用化学镀和/或电镀密封。上述预激活步骤可能对激活以及在这些步骤1018和1020中密封形成是至关重要的。在一些示例 中，金属到金属密封的其他形式可以按照本说明书中先前描述的方式来形 成。

生物相容性电池可用于生物相容性装置诸如例如植入式电子装置诸如 起搏器和微能量收集器、用于监测和/或测试生物功能的电子药丸、具有活 性部件的外科装置、眼科装置、微型泵、除颤器、支架等。

已描述了具体的示例来举例说明在生物相容性电池中使用的阴极混合 物的示例性实施方案。这些示例用于所述举例说明，而无意以任何方式限 制权利要求书的范围。因此，说明书旨在涵盖对于本领域技术人员可能显 而易见的全部示例。

Claims (50)

1.一种生物医疗装置，所述生物医疗装置包括：

电活性部件；

电池，所述电池包括：

阳极集流体；

阴极集流体；

阳极；

阴极；

蛤壳件，所述蛤壳件包封所述阳极和所述阴极，具有用于所述阳极集流体的第一渗透部、用于所述阴极集流体的第二渗透部和位于顶部蛤壳式半部和底部蛤壳式半部之间的气密密封部；

金属涂层，所述金属涂层围绕所述顶部蛤壳式半部和所述底部蛤壳式半部的外表面的至少一部分，其中所述金属涂层是用化学镀沉积的；和

第一生物相容性包封层，其中所述第一生物相容性包封层至少包封所述电活性部件和所述电池。

2.一种蛤壳式电池，所述蛤壳式电池包括：

阳极集流体，其中所述阳极集流体为顶部蛤壳式半部内的第一金属膜；

阳极，其中阳极化学物质被包含在所述预部蛤壳式半部内或沉积在所述顶部蛤壳式半部上；

阴极集流体，其中所述阴极集流体为在底部蛤壳式半部内的第二金属膜；

阴极，其中阴极化学被包含在所述底部蛤壳式半部内或沉积在所述底部蛤壳式半部上；并且

其中所述顶部蛤壳式半部和所述底部蛤壳式半部由陶瓷、玻璃或塑料材料中的一者或多者形成，并且其中在所述顶部蛤壳式半部的凸缘特征和所述底部蛤壳式半部的凸缘特征之间形成密封部。

3.根据权利要求2所述的蛤壳式电池，其中位于所述顶部蛤壳式半部的凸缘特征和所述底部蛤壳式半部的凸缘特征之间的密封材料包括环氧树脂粘合剂。

4.根据权利要求2所述的蛤壳式电池，其中位于所述顶部蛤壳式半部的凸缘特征和所述底部蛤壳式半部的凸缘特征之间的密封材料包括焊料。

5.根据权利要求4所述的蛤壳式电池，其中所述焊料包括钛以增强陶瓷或玻璃表面上的粘附性。

6.根据权利要求2所述的蛤壳式电池，其中位于所述顶部蛤壳式半部的凸缘特征和所述底部蛤壳式半部的凸缘特征之间的密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中所述第一金属膜薄层与所述第二金属膜层化学反应，从而释放能量以快速加热所述层，并且其中能量的能量脉冲激活化学反应。

7.根据权利要求6所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括光子。

8.根据权利要求6所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括电子。

9.根据权利要求6所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括热能。

10.根据权利要求2所述的蛤壳式电池，还包括金属涂层，所述金属涂层围绕所述蛤壳式电池的外表面的至少一部分，其中所述金属涂层是用化学镀沉积的。

11.根据权利要求2所述的蛤壳式电池，其中位于第一密封表面和第一金属蛤壳之间的间隙中的所述密封材料包括添加钛的常规焊料合金基体，其中所述钛在暴露于超声能量时与陶瓷的表面材料反应。

12.一种蛤壳式电池，所述蛤壳式电池包括：

阳极集流体，其中所述阳极集流体为第一金属蛤壳件；

阳极，其中阳极化学物质被包含在所述第一金属蛤壳件内；

阴极集流体，其中所述阴极集流体为第二金属蛤壳件；

阴极，其中阴极化学物质被包含在所述第二金属蛤壳件内；

绝缘中间蛤壳件，所述绝缘中间蛤壳件具有与所述第一金属蛤壳件密封地接合的第一密封表面和与所述第二金属蛤壳件密封地接合的第二密封表面；和

密封材料，所述密封材料位于所述第一密封表面和第一金属蛤壳件之间的间隙中。

13.根据权利要求12所述的蛤壳式电池，其中位于所述第一密封表面和所述第一金属蛤壳件之间的间隙中的密封材料包括环氧树脂粘合剂。

14.根据权利要求12所述的蛤壳式电池，其中位于所述第一金属蛤壳件的凸缘特征和所述绝缘中间蛤壳件的凸缘特征之间的密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中所述第一金属膜薄层与所述第二金属膜层化学反应，从而释放能量以快速加热所述层，并且其中能量的能量脉冲激活化学反应。

15.根据权利要求14所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括光子。

16.根据权利要求14所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括电子。

17.根据权利要求14所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括热能。

18.根据权利要求12所述的蛤壳式电池，还包括金属涂层，所述金属涂层围绕所述蛤壳式电池的外表面的至少一部分，其中所述金属涂层是用化学镀沉积的，其中所述中间蛤壳件的至少完全围绕部分被阻止接收金属涂层并维持所述第一金属蛤壳件和所述第二金属蛤壳件之间的绝缘方面。

19.根据权利要求12所述的蛤壳式电池，其中位于在所述第一密封表面和所述第一金属蛤壳件之间的间隙中的所述密封材料包括添加钛的常规焊料合金基体，其中所述钛在暴露于超声能量时与所述中间蛤壳件的表面材料反应。

20.一种蛤壳式电池，所述蛤壳式电池包括：

阳极集流体，其中所述阳极集流体为第一塑料蛤壳件；

阳极，其中阳极化学物质被包含在所述第一塑料蛤壳件内；

阴极集流体，其中所述阴极集流体为第二塑料蛤壳件；

阴极，其中阴极化学物质被包含在所述第二塑料蛤壳件内，和

密封部，所述密封部包含熔融区域，所述熔融区域包括所述第一塑料蛤壳件的凸缘区域和所述第二塑料蛤壳件的凸缘区域。

21.根据权利要求20所述的蛤壳式电池，其中所述第一塑料蛤壳件和所述第二塑料蛤壳件的形状包括不规则的横截面轮廓，所述横截面轮廓的形状设定成填充眼科镜片内的体积。

22.根据权利要求20所述的蛤壳式电池，其中位于所述第一塑料蛤壳件的凸缘特征和所述第二塑料蛤壳件的凸缘特征之间的密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中所述第一金属膜薄层与所述第二金属膜层化学反应，从而释放能量以快速加热所述层，并且其中能量的能量脉冲激活化学反应。

23.根据权利要求22所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括光子。

24.根据权利要求22所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括电子。

25.根据权利要求22所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括热能。

26.根据权利要求20所述的蛤壳式电池，其中金属膜涂覆所述第一塑料蛤壳件和所述第二塑料蛤壳件的内表面的部分，其中在所述蛤壳式电池未与电装置连接时，所述第一蛤壳塑料件上的金属膜与所述第二蛤壳塑料件上的金属膜涂层电隔离。

27.根据权利要求20所述的蛤壳式电池，还包括金属涂层，所述金属涂层围绕所述蛤壳式电池的外表面的至少一部分，其中所述金属涂层是用化学镀沉积的，其中第一阳极触件和第一阴极触件中的至少一者被屏蔽不接收镀覆并与所述金属涂层电隔离。

28.一种蛤壳式电池，所述蛤壳式电池包括：

阳极集流体，其中所述阳极集流体为第一半导体蛤壳件；

阳极，其中阳极化学物质被包含在所述第一半导体蛤壳件内；

阴极集流体，其中所述阴极集流体为第二半导体蛤壳件；

阴极，其中阴极化学物质被包含在所述第二半导体蛤壳件内；

密封部，所述密封部位于所述第一半导体蛤壳件和所述第二半导体蛤壳件的凸缘区域之间；并且

其中所述第一半导体蛤壳件和所述第二半导体蛤壳件的隔离区域为掺杂的以允许电流从电池内的掺杂区域流动至外部连接件。

29.根据权利要求28所述的蛤壳式电池，其中所述第一半导体蛤壳件和所述第二半导体蛤壳件的形状包括不规则的横截面轮廓，所述横截面轮廓的形状设定成填充眼科镜片内的体积。

30.根据权利要求28所述的蛤壳式电池，其中位于所述第一塑料蛤壳件的凸缘特征和所述第二半导体蛤壳件的凸缘特征之间的密封材料包括多个金属膜薄层，其中第一金属膜薄层沉积在第二金属膜层上，其中所述第一金属膜薄层与所述第二金属膜层反应，从而释放能量以快速加热所述层，并且其中能量的能量脉冲激活化学反应。

31.根据权利要求30所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括光子。

32.根据权利要求30所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括电子。

33.根据权利要求30所述的蛤壳式电池，其中所述能量脉冲包括热能。

34.根据权利要求28所述的蛤壳式电池，其中金属膜涂覆所述第一半导体蛤壳件和所述第二半导体蛤壳件的内表面的部分，其中在所述蛤壳式电池未连接到电装置时，所述第一蛤壳件上的金属膜涂层仅通过阳极、分隔物和阴极电连接至所述第二蛤壳件上的金属膜涂层。

35.根据权利要求28所述的蛤壳式电池，还包括金属涂层，所述金属涂层围绕所述蛤壳式电池的外表面的至少一部分，其中所述金属涂层是用化学镀沉积的，其中第一阳极触件和第一阴极触件中的至少一者被屏蔽不接收镀覆并与所述金属涂层电隔离。

36.一种制造蛤壳式电池的方法，所述方法包括：

接收由绝缘材料制成的第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部，其中蛤壳式半部具有主体区域用于支撑被凸缘围绕的电池组件，其中所述凸缘能够用于密封；

在所述第一蛤壳式半部内限定导电迹线；

在所述第一蛤壳式半部中沉积阳极；

在所述第二蛤壳式半部中沉积阴极；

将隔离膜置于所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者上；

将电解质沉积到所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者中；

接合所述蛤壳式半部；以及

在所述蛤壳式半部的凸缘之间形成密封部。

37.根据权利要求36所述的方法，还包括用化学镀来密封所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部的表面的至少一些部分。

38.根据权利要求37所述的方法，还包括用电镀来镀覆所述蛤壳式电池。

39.根据权利要求36所述的方法，还包括用气相沉积的金属膜来涂覆所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者的至少第一部分。

40.根据权利要求36所述的方法，还包括使用用于密封的金属膜来涂覆所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者的凸缘的至少第一部分。

41.根据权利要求36所述的方法，还包括将所述蛤壳式电池放置到眼科装置中。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述眼科装置为接触镜片。

43.一种制造蛤壳式电池的方法，所述方法包括：

接收由塑性材料制成的第一蛤壳式半部和第二蛤壳式半部，其中蛤壳式半部具有主体区域用于支撑由凸缘围绕的电池组件，其中所述凸缘能够用于密封；

在所述第一蛤壳式半部内限定导电迹线；

在所述第一蛤壳式半部中沉积阳极；

在所述第二蛤壳式半部中沉积阴极；

将隔离膜置于所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者上；

将电解质沉积到所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者中；

接合所述蛤壳式半部；

在所述蛤壳式半部的凸缘之间形成密封部，其中形成所述密封部包括一起熔融所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部的塑料凸缘；以及

用化学镀来密封所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部的表面的至少一些部分。

44.根据权利要求43所述的方法，还包括用电镀来镀覆所述蛤壳式电池。

45.根据权利要求43的方法，还包括用气相沉积的金属膜来涂覆所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者的至少第一部分。

46.一种制造蛤壳式电池的方法，所述方法包括：

接收由半导体材料制成的第一蛤壳式半部和由半导体材料制成的第二蛤壳式半部，其中蛤壳式半部具有主体区域用于支撑由凸缘围绕的电池组件，其中所述凸缘能够用于密封；

掺杂所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者的区域，其中所述掺杂提高材料的电导率以形成接触区域；

在所述第一蛤壳式半部的表面上沉积金属膜；

在所述第一蛤壳式半部中沉积阳极；

在所述第二蛤壳式半部中沉积阴极；

将隔离膜置于所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者上；

将电解质沉积到所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者内；

接合所述蛤壳式半部；

在所述蛤壳的凸缘之间直接形成密封部；以及

用化学镀来密封所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部的表面的至少一些部分。

47.根据权利要求46所述的方法，还包括用电镀来镀覆所述蛤壳式电池。

48.根据权利要求46所述的方法，还包括用气相沉积的绝缘膜来涂覆所述第一蛤壳式半部和所述第二蛤壳式半部中的一者或两者的至少第一部分。

49.根据权利要求46所述的方法，还包括将所述蛤壳式电池置于眼科装置中。

50.根据权利要求49所述的方法，其中所述眼科装置为接触镜片。