用于医疗装置的电池组合件

文档序号:1894275 发布日期:2021-11-26 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 用于医疗装置的电池组合件 (Battery assembly for medical device ) 是由 J·卢瓦齐 P·B·阿莫特 V·布拉玛 N·H·芬斯托姆 M·B·辛茲 V·A·雅科夫列夫 于 2020-04-10 设计创作,主要内容包括:公开了一种用于可植入医疗装置的电池组合件。所述电池组合件包含:电极堆叠,其包括多个电极板,其中所述多个电极板包括第一电极板和第二电极板,所述第一电极板包含从所述第一电极板延伸的第一接线片;所述第二电极板包含从所述第二电极板延伸的第二接线片;间隔件,其在所述第一接线片与所述第二接线片之间;以及铆钉,其延伸穿过所述第一接线片、所述第二接线片和所述间隔件,其中所述铆钉被配置成将所述第一接线片、所述第二接线片和所述间隔件机械地附接到彼此。(A battery assembly for an implantable medical device is disclosed. The battery assembly includes: an electrode stack comprising a plurality of electrode plates, wherein the plurality of electrode plates comprises a first electrode plate and a second electrode plate, the first electrode plate comprising a first tab extending from the first electrode plate; the second electrode plate includes a second tab extending from the second electrode plate; a spacer between the first and second tabs; and a rivet extending through the first tab, the second tab, and the spacer, wherein the rivet is configured to mechanically attach the first tab, the second tab, and the spacer to one another.)

用于医疗装置的电池组合件

技术领域

本公开涉及电池,且更明确地说,涉及医疗装置的电池。

背景技术

例如可植入医疗装置(IMD)的医疗装置包含向患者递送治疗(例如电仿真或药物)、监测患者的生理参数或两者的多种装置。IMD通常包含许多封装在壳体中的功能组件。壳体被植入患者体内。举例来说,壳体可植入在患者躯干中形成的凹入部中。壳体可包含例如电池和电容器等各种内部组件以为递送给患者的治疗递送能量和/或向电源电路提供能量以用于监测患者的生理参数和控制医疗装置的功能性。

发明内容

在一些方面中,本公开涉及例如在医疗装置中使用的电池组合件,以及用于制造电池组合件的技术。

在一个实例中,本公开涉及一种用于可植入医疗装置的电池组合件。组合件可包括:电极堆叠,其包括多个电极板,其中多个电极板包括第一电极板和第二电极板,所述第一电极板包含从第一电极板延伸的第一接线片;所述第二电极板包含从第二电极板延伸的第二接线片;间隔件,其在第一接线片与第二接线片之间;以及铆钉,其延伸穿过第一接线片、第二接线片和间隔件,其中铆钉被配置成将第一接线片、第二接线片和间隔件机械地附接到彼此。在另一实例中,本公开涉及一种可植入医疗装置,其包括可植入医疗装置的外壳体内的此类电池组合件,和处理电路,其中处理电路被配置成使用由电池组合件供应的电力控制从可植入医疗装置到患者的递送电治疗。

在另一实例中,本公开涉及一种用于可植入医疗装置的电池组合件。组合件可包括:电池壳体;电极堆叠,其包括多个电极板,其中多个电极板包含从电极堆叠的阳极板延伸的阳极接线片的第一接线片堆叠和从电极堆叠的阴极板延伸的阴极接线片的第二接线片堆叠,其中第一接线片堆叠邻近于第二接线片堆叠,并且间隙将第一接线片堆叠与第二接线片堆叠分离;以及垫片,其位于第一接线片堆叠或第二接线片堆叠中的至少一个的顶部接线片上,其中垫片位于第一接线片堆叠或第二接线片堆叠的第一接线片中的至少一个与电池壳体之间。在另一实例中,本公开涉及一种可植入医疗装置,其包括可植入医疗装置的外壳体内的此类电池组合件,和处理电路,其中处理电路被配置成使用由电池组合件供应的电力控制从可植入医疗装置到患者的递送电治疗。

在以下的附图和描述中阐述本公开的一个或多个实例的细节。从描述和图式以及从权利要求书中,本公开的其它特征、目的和优势将是显而易见的。

附图说明

图1为说明可用于向患者递送治疗的实例医疗装置系统的概念图。

图2为说明图1的IMD的部分分解视图的概念图。

图3和4为说明根据本公开的实例的实例电池组合件的部分的概念图。

图5为说明包含电极的接线片和间隔件的堆叠的实例电池组合件的部分的概念图。

图6为说明图5的接线片和间隔件的堆叠的横截面视图的概念图。

图7为说明可包含于电池组合件中的实例铆钉的概念图。

图8为说明用于形成包含铆钉的电池组合件的实例组合件的概念图。

图9为说明根据本公开的实例的实例技术的流程图。

图10为说明根据本公开的实例的实例电池组合件的部分的概念图。

图11为说明图10中所展示的实例垫片的概念图。

图12为说明包含实例垫片的实例电池的概念图。

具体实施方式

多种医疗装置可利用一个或多个电池作为电源以提供操作电力。举例来说,向患者提供心律管理治疗的可植入医疗装置(IMD)可包含电池以为产生电治疗或IMD的其它功能供力。为了便于说明,将主要关于在提供心律管理治疗的IMD中采用的电池来描述本公开的实例。然而,如从本文中的描述中将显而易见,本公开的实例不限于提供此类治疗的IMD。举例来说,在一些情况下,本文中所描述的实例电池中的一个或多个可由医疗装置使用,所述医疗装置被配置成以神经刺激治疗(例如,脊髓刺激治疗、脑深部刺激治疗、外周神经刺激治疗、外周神经刺激治疗、骨盆底刺激治疗等)的形式向患者递送电刺激。在一些实例中,本公开的实例电池可在被配置成监测一个或多个患者生理参数(例如,通过单独地或与对患者的治疗的递送结合地监测患者的电信号)的医疗装置中使用。

在一些实例中,IMD的电池可包含堆叠在彼此上的多个电极板(例如,包含阳极板和阴极板两者),其中所述板中的每一个包含从其延伸的接线片。阳极板的接线片可在堆叠中彼此对齐且彼此电连接以形成电池的阳极。在此意义上,接线片堆叠可用作阳极的板之间的电互连件。类似地,阴极板的接线片可在堆叠中彼此对齐且彼此电连接以形成电池的阴极。在一些实例中,此类电池可被称为平板电池。

在一些实例中,在每一阳极接线片堆叠和阴极接线片堆叠中,间隔件可位于接线片的堆叠中的邻近个别接线片之间,例如使得每一个别接线片通过间隔件与邻近接线片分离。间隔件可为导电的以将堆叠中的相应接线片彼此电耦合,并且至少部分地在电极的相应板之间限定电互连件。对于每一电极,接线片和间隔件的堆叠中的接线片可通过横跨接线片堆叠的高度的一个或多个侧面激光焊接件而附接到彼此。

在一些实例中,归因于间隔件和接线片互连设计的性质,电极堆叠的接线片可挠曲或弯曲。这会导致材料受应力,从而可导致侧面焊接件失效和/或绝缘失效。

在一些实例中,堆叠板状电池互连间隔件堆叠可由于由电极堆叠的膨胀(例如,在电池的放电期间)所施加的机械力而经受“扇形散开”(例如,像已装订书籍的页一样打开)。所施加的力可使间隔件堆叠移位,从而导致与周围电池壳体的电短路,和/或导致互连间隔件堆叠上的激光焊接件失效。

在一些实例中,例如,在电极堆叠在电池寿命期间膨胀时,互连间隔件堆叠的侧面上的激光焊接件经受机械负载。电极堆叠膨胀可能归因于电池放电期间板翘曲或阴极膨胀。如上文所描述,互连间隔件堆叠上的机械负载可导致互连间隔件堆叠“扇形散开”,非常像书籍和其许多页打开一样打开。

根据本公开的至少一些实例,包含电极接线片堆叠的电池组合件可包含不同厚度的间隔件和/或可包含个别接线片之间的多个间隔件。间隔件和接线片堆叠序列可经调适以提供减少互连和附近电极材料中的材料应力的期望挠曲/弯曲。在一些实例中,预测模型可用于预测期望堆叠序列,例如,使用所要厚度的间隔件。在一些实例中,模型可考虑用于产生电池组合件的组件中的变化源。举例来说,建模可用于评估间隔件和相关联接线片的厚度变化。模型可用于基于堆叠组合件的每一组件中的所推断变化或所测量变化而在战略上放置间隔件。

另外或替代地,根据本公开的一些实例的电池组合件可包含穿过接线片/间隔件堆叠中的孔口(例如,穿过接线片的堆叠的中心中或附近的孔)的铆钉。铆钉可防止间隔件的机械“扇形散开”。铆钉可为机械地紧固和/或激光焊接到堆叠组合件的最外板接线片(例如,接线片堆叠的顶部和底部接线片)的一段金属丝。铆钉可被配置成抵消由电极堆叠膨胀所施加的力。

另外或替代地,根据本公开的一些实例的电池组合件可包含在互连间隔件接线片堆叠与周围电池壳体之间(例如,间隔件接线片堆叠的顶部与周围电池壳体之间)的一个或多个间隔件(也被称为垫片)。在一些实例中,垫片可由充当电绝缘体以防止电短路的聚合物材料形成。垫片占用互连间隔件堆叠与外壳壁之间的空间,因此限制对激光焊接件赋予应力的“扇形散开”。垫片可将电极膨胀的力转移远离互连激光焊接接头,并且将那些力赋予给更稳固的电池壳体壁。

在一些实例中,垫片可为在组装期间添加的相对简单的模制聚合物组件,或其可经设计为另一绝缘体(例如,顶部空间绝缘体、堆叠绝缘体和/或馈通绝缘体)的整体特征。在一些实例中,“垫片”可作为允许组装简易性的可折叠特征而附接,同时还防止在电池组装期间无意中未安装垫片的发生。

图1为说明可用于向患者12提供电治疗的实例医疗装置系统10的概念图。患者12通常但不一定是人类。系统10可包含IMD 16和外部装置24。在图1中所说明的实例中,IMD16具有定位在IMD 16的外壳体40内的电池26。电池26可为一次电池或二次电池。

虽然主要关于定位在IMD 16的壳体40内以用于向患者12的心脏递送电治疗的电池26描述本公开中的实例,但在其它实例中,电池26可与其它可植入医疗装置一起利用。举例来说,电池26可与可植入药物递送装置、监测患者12的一个或多个生理参数的可植入监测装置、可植入神经刺激器(例如,脊髓刺激器、脑深部刺激器、骨盆底刺激器、外周神经刺激器等)等一起利用。此外,虽然主要关于可植入医疗装置描述本公开的实例,但实例不限于此。确切地说,本文中所描述的电池的一些实例可在包含非可植入医疗装置的任何医疗装置中采用。举例来说,实例电池可用于向配置为外部地或经由经皮肤植入的引线或药物递送导管向患者递送治疗的医疗装置供电。

在图1中所描绘的实例中,IMD 16连接(或“耦合”)到引线18、20和22。IMD 16可为例如向心脏14提供心律管理治疗的装置,并且可包含例如经由耦合到引线18、20和22中的一个或多个的电极向患者12的心脏14提供治疗的可植入起搏器、心律转复器和/或除颤器。在一些实例中,IMD 16可递送起搏脉冲,但不递送心律转复或除颤电击,而在其它实例中,IMD 16可递送心律转复或除颤电击,但不递送起搏脉冲。另外,在其它实例中,IMD 16可递送起搏脉冲、心律转复电击和除颤电击。

IMD 16可包含用于执行与装置相关联的功能所必要或期望的电子件和其它内部组件。在一个实例中,IMD 16包含以下中的一个或多个:处理电路、存储器、信号产生电路、感测电路、遥测电路和电源。一般来说,IMD 16的存储器可包含计算机可读指令,所述计算机可读指令在由IMD的处理器执行时使得所述处理器执行归于本文中的装置的各种功能。举例来说,IMD 16的处理电路可根据存储在存储器上的指令和/或数据控制信号产生器和感测电路以向患者12递送治疗且执行与用IMD 16治疗患者的病状相关的其它功能。

IMD 16可包含或可为一个或多个处理器或处理电路,例如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效的集成或离散逻辑电路。因此,如本文中所使用的术语“处理器”和“处理电路”可指代前述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任何其它结构中的任一个。

存储器可包含任何易失性或非易失性介质,例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器等。存储器可为存储装置或其它非暂时性介质。

作为实例,IMD 16的信号产生电路可产生经由引线18、20和22中的一个或多个上的电极递送给患者12的电治疗信号,以便提供起搏信号或心律转复/除颤电击。IMD 16的感测电路可监测来自IMD 16的引线18、20和22上的电极的电信号,以便监测心脏14的电活动。在一个实例中,感测电路可包含开关电路以选择IMD 16的引线18、20和22上的可用电极中的哪些用于感测心脏搏动。另外,IMD 16的感测电路可包含多个检测通道,所述检测通道中的每一个包含放大器,以及用于数字化从感测通道接收到的信号(例如,通过IMD的处理电路的电图信号处理)的模数转换器。

IMD 16的遥测电路可用于与另一装置(例如,外部装置24)通信。在IMD 16的处理电路的控制下,遥测电路可借助于可为内部和/或外部的天线从外部装置24接收下行链路遥测且向所述外部装置发送上行链路遥测。

IMD 16的各种组件可耦合到例如电池26的电源。电池26可为锂一次电池或锂二次(可再充电)电池,但考虑其它类型的电池化学物质。电池26可能够保持电荷达若干年。一般来说,电池26可向IMD 16的一个或多个电气组件,例如,信号产生电路,供应电力以允许IMD16例如以监测一个或多个患者参数、电刺激的递送或治疗药物流体的递送的形式向患者12递送治疗。电池26可包含含锂阳极和阴极,所述含锂阳极和阴极包含与电解质内的锂电化学反应以产生电力的活性材料。广泛多种电池类型和

耦合到IMD 16的引线18、20、22可延伸到患者12的心脏14中,以感测心脏14的电活动和/或向心脏14递送电治疗。在图1中所展示的实例中,右心室(RV)引线18延伸穿过一条或多条静脉(未展示)、上腔静脉(未展示)和右心房30,并且进入右心室32。左心室(LV)冠状窦引线20延伸穿过一条或多条静脉、腔静脉、右心房30,并且进入冠状窦34中,到达邻近于心脏14的左心室36的自由壁的区域。右心房(RA)引线22延伸穿过一条或多条静脉和腔静脉,并且进入心脏14的右心房30。在其它实例中,除经由血管内引线18、20、22的电极递送治疗之外或代替经由血管内引线18、20、22的电极递送治疗,IMD 16还可从血管外组织部位递送治疗到心脏14。在所说明实例中,左心房36中没有电极。然而,其它实例可包含左心房36中的电极。

IMD 16可经由耦合到引线18、20、22中的至少一个的电极(图1中未展示)来感测伴随心脏14的去极化和再极化的电信号(例如,心脏信号)。在一些实例中,IMD 16基于在心脏14内感测到的心脏信号而向心脏14提供起搏脉冲。IMD 16用于感测和起搏的电极的配置可为单极或双极的。IMD 16还可经由位于引线18、20、22中的至少一个上的电极来递送除颤治疗和/或心律转复治疗。IMD 16可检测心脏14的心律失常,例如心室32和36的纤颤,并且以电击的形式向心脏14递送除颤治疗。在一些实例中,IMD 16可被编程成递送治疗的进展(例如,具有增加的能量水平的电击),直到心脏14的纤颤停止为止。IMD 16可通过采用本领域中已知的一种或多种纤颤检测技术来检测纤颤。举例来说,IMD 16可识别心脏信号的心脏参数(例如,R波,并且基于所识别心脏参数而检测纤颤)。

在一些实例中,外部装置24可为手持式计算装置或计算机工作站。外部装置24可包含从用户接收输入的用户接口。用户接口可包含例如小键盘和显示器,其可为例如阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器。小键盘可采用与特定功能相关联的文数字小键盘或减小的按键集合的形式。外部24可另外或替代地包含外围指向装置,例如鼠标,用户可经由所述外围指向装置与用户接口交互。在一些实施例中,外部24的显示器可包含触摸屏显示器,并且用户可经由所述显示器与编程者24交互。

例如医生、技术员、其它临床医生或护理人员或患者等用户可与外部装置24交互以与IMD 16通信。举例来说,用户可与外部装置24交互以从IMD 16检索生理或诊断信息。用户还可与外部装置24交互以对IMD 16进行编程(例如,为IMD 16的操作参数选择值)。

外部装置24可使用本领域中已知的任何技术经由无线通信与IMD 16通信。通信技术的实例可包含例如低频或射频(RF)遥测,但也可考虑其它技术。在一些实例中,外部装置24可包含可被放置成靠近IMD 16植入部位附近的患者的身体以便提高IMD 16与外部装置24之间的通信的质量或安全性的通信头。

在图1中所描绘的实例中,IMD 16连接(或“耦合”)到引线18、20和22。在实例中,引线18、20和22使用连接器块42连接到IMD 16。举例来说,引线18、20和22使用连接器块42中的引线连接器端口连接到IMD 16。一旦连接,引线18、20和22就与IMD 16的内部电路电接触。电池26可定位在IMD 16的壳体40内。壳体40可为气密密封的和生物惰性的。在一些实例中,壳体40可由导电材料形成。举例来说,壳体40可由包含但不限于钛、不锈钢等的材料形成。

图2为图1的IMD 16的概念图,其中未展示的连接器块42和壳体40的部分经移除以说明壳体40内的内部组件中的一些。IMD 10包含壳体40、控制电路44(其可包含处理电路)、电池26(例如,有机电解质电池)和电容器46。控制电路44可被配置成经由引线18、20和22(在图2中未展示)控制来自IMD 16的一个或多个感测和/或治疗递送过程。电池26包含电池组合件壳体50和安置在其周围的绝缘体48(或内衬)。电池26为电容器46充电且为控制电路44供电。

图3和4为说明实例电池26的方面的概念图。电池26包含具有底部壳体部分50A和顶部壳体部分50B(在图2中展示)的组合件壳体50、馈通端子56和电极组合件58。电解质可经由壳体50中的填充端口(未展示)填充到其中。壳体50将电解质填入电极组合件58中。壳体的顶部部分50B和底部部分50A可焊接或以其它方式附接以将电池26的封装组件密封在壳体50内。由引脚62和绝缘体部件/套圈64形成的馈通组合件56电连接到跳线引脚60B。引脚62与跳线引脚60B之间的连接允许将正电荷从电极组合件58递送到电池26之外的电子组件。

如上文所提及,填充端口(未展示)允许将液体电解质引入到电极组合件58。电解质在电极组合件58的阳极与阴极之间产生离子路径。在与这些电极的电化学反应期间,电解质充当离子在阳极与阴极之间迁移的介质。

电极组合件58被描绘为堆叠组合件。阳极包括电极板集合72(包含个别阳极电极板76A),其具有从其延伸的经由导电耦合器80(还被称为阳极集电器)导电耦合的接线片集合76(包含个别接线片76A)。尽管未标记,但一个或多个间隔件(例如,导电间隔件)可位于接线片集合76中的相应接线片之间。导电耦合器80可为竖直延伸穿过接线片集合76和位于相应接线片之间的间隔件的引脚。另外或替代地,一个或多个焊接件90还可导电耦合接线片集合76和间隔件。根据本公开的至少一些实例,如下文所描述,导电耦合器80可为竖直延伸穿过接线片集合76和间隔件的铆钉,所述铆钉还将个别接线片76和间隔件机械地附接到彼此。

每一阳极电极板72A包含集电器或栅格82、从其延伸的接线片76A和电极材料。电极材料(或阳极材料)可包含来自元素周期表的第IA族、第IIA族或第IIIB族的元素(例如,锂、钠、钾等)、其合金、金属间化合物(例如,Li-Si、Li-B、Li-Si-B等)或呈金属形式的碱金属(例如,锂等)。

阴极接线片68可以与阳极接线片66类似的方式构造。阴极包含电极板集合74(包含个别阴极电极板74A),其具有从其延伸的接线片集合78(包含个别接线片78A)。如图5中所标记,例如,一个或多个间隔件(例如,导电间隔件86A-86C)可位于接线片集合78中的相应接线片之间。导电耦合器84连接接线片集合78和间隔件86。导电耦合器84或其它阴极集电器可连接到导电部件60A。塑形为间隔板的导电部件60A可包括钛、铝/钛包层金属或其它合适的材料。导电部件60A允许阴极接线片68电耦合到电池26之外的电子组件。接线片集合78中的每一接线片(包含例如个别接线片78A)可另外或替代地经由激光焊接件92附接到彼此。

根据本公开的至少一些实例,如下文所描述,导电耦合器84可为竖直延伸穿过接线片集合78和间隔件86的铆钉,所述铆钉还将个别接线片76和间隔件86机械地附接到彼此。

每一阴极电极板74A包含集电器(未展示)或栅格、电极材料和从其延伸的接线片78A。接线片78A包括导电材料(例如,铝等)。接线片78A包括导电材料(例如,铜、钛、铝等)。电极材料(或阴极材料)可包含金属氧化物(例如,氧化钒、氧化银钒(SVO)、二氧化锰等)、一氟化碳和所述二氧化锰的混合物(例如,CFx+MnO2)、组合氧化银钒(CSVO)、锂离子、其它可再充电化学物质或其它适合的化合物。

图5为说明电池26的阴极接线片68的部分的放大图的概念示意图。图6为图5中所展示的阴极接线片78的堆叠的横截面视图。如所展示,阴极66的电极板74包含呈堆叠配置形式的阴极电极板74A、74B、74C(等)。阴极接线片78A、78B、78C分别从阴极电极板74A、74B、74C延伸,并且呈现与电极板74相同的堆叠配置。至少一个间隔件位于每一相应接线片之间。举例来说,间隔件86A位于接线片78A与接线片78B之间,并且两个间隔件86B和86C位于接线片78B与接线片78C之间。

为了便于描述和说明,并未在图5和6中标记阴极堆叠68的所有接线片和间隔件。然而,应理解,接线片78A-78C和间隔件86A-86C的描述还可适用于图5和6中所展示的接线片和间隔件中的任一个。另外,虽然关于阴极堆叠68描述图5,但经考虑相同配置可适用于图3中所展示的电池26的阳极堆叠66。

在一些实例中,间隔件86A确保接线片78A和78B分别从板74A和74B基本上笔直延伸,并且在子组装过程期间不弯曲以连接用于阴极堆叠68的接线片集合78(包含例如个别接线片78A)。虽然单个间隔件86A被描绘为放置在两个接线片之间,但多于一个间隔件可放置在两个接线片之间,例如接线片78B与78C之间的间隔件86B与86C。

间隔件86A-86C可包括导电材料,例如使得接线片中的每一个电互连。对于与阳极堆叠66相关的电极板,使用钛和其合金或其它适合的材料。对于与阴极堆叠68相关的电极板,使用钛、镍、铝、其合金或其它适合的材料。

间隔件86A-86C可包含多种形状。示例性间隔件包含基本上H形间隔件、基本上矩形、圆形或包含至少一个三角形形状(例如,单个三角形、六边形等)。间隔件86A-86C可在图5中所标记的z方向上具有不同或基本上相同的个别厚度,例如,以实现不同设计标准。举例来说,较厚电极板可能需要较厚间隔件。在图5的实例中,间隔件86A可具有与间隔件86B的厚度基本上相同的厚度,但间隔件86C可比间隔件86A和86B更薄。在一些实例中,间隔件的厚度可在约.005英寸到约.030英寸的范围内,但涵盖其它值。间隔件86A-86C的实例可包含美国公开专利申请2009/0197180中所描述的实例间隔件中的一个或多个。

在一些实例中,可选择阴极堆叠68和阳极堆叠66的接线片之间的间隔件的数目和个别间隔件的厚度,使得接线片弯曲最小化但仍装配于电池壳体50中。

如图5和6中所展示,阴极堆叠68可包含延伸穿过孔口94(在图4中展示)的铆钉84,所述孔口在z方向上延行穿过阴极接线片集合78(包含例如个别接线片78A)、间隔件86和导电板60A。铆钉84包含主体96、头部100和变形尾部98。主体96可为实心主体(例如,如图6中所展示)或包含内腔的主体(例如,如图8中所展示)。头部100具有位于导电板60A下方的凸缘部分。类似地,变形尾部98具有位于接线片78A上方的凸缘部分,所述接线片是堆叠的“顶部”接线片。在图5和6的实例中,间隔件86D在尾部98与接线片78A之间。在此类实例中,间隔件86D可比接线片78A更厚且在结构上更具刚性,例如,以在不存在间隔件86D的情况下防止铆钉84的头部98“拉动穿过”接线片78A。在其它实例中,尾部98可直接邻近于接线片78A。

头部100和变形尾部98的带凸缘形状允许铆钉84将阴极接线片78、间隔件86和导电板60A紧固或以其它方式机械地附接到彼此且防止堆叠变得彼此分离。如下文将进一步详细描述,在变形之前,尾部98可插入到孔口94中以使得其延伸离开接线片78、间隔件86和导电板60A的堆叠的顶部。随后,尾部98变形以形成凸缘且将接线片78、间隔件86和导电板60A的堆叠附接在一起。

铆钉84可固定和限定在z方向上所展示的接线片78、间隔件86和导电板60A的堆叠的厚度以对应于在z方向上的主体96的厚度。在一些实例中,铆钉84可在头部100与尾部98之间施加压缩力,例如,以抵消在另一方向上的力,否则所述力将会导致接线片78和间隔件86分离。以此方式,在电池26的操作寿命期间,防止接线片78的堆叠例如“扇形散开”,例如在z方向上散开,并且防止接线片78彼此之间失去电互连。

在一些实例中,铆钉84被配置成将接线片78的堆叠保持在一起,使得焊接件92并不接受“书籍打开”机械负载。焊接件92可存在于包含在接线片78的堆叠中的铆钉84的组合件中以提供例如相应接线片之间的稳固电连接。长期而言,腐蚀和表面氧化可能会降低界面接触的质量,因此需要进行焊接件。

在一些实例中,基于上文所描述的堆叠建模而选择铆钉84的高度(在Z方向上)。建模工作可建议所有生产变化选项仅使用一个铆钉,或如果变化太大,可在制造期间主动测量个别接线片/间隔件堆叠,然后为特定堆叠选择若干预制铆钉高度中的任何一个。

铆钉84可由任何合适材料形成,所述材料例如不锈钢(例如,300系列不锈钢)、蒙乃尔合金或其它镍铜合金和/或镍。在一些实例中,铆钉84可为导电材料,使得铆钉84用于将个别接线片78、间隔件86和导电板60A电耦合在一起,例如,单独地或与例如焊接件92和/或导电间隔件86等其它特征组合。在其它实例中,铆钉84可由电绝缘材料形成。

图7为说明可在本公开的实例中采用的实例铆钉84的照片。铆钉84包含头部100、尾部98和在头部100与尾部98之间延伸的主体96。举例来说,铆钉84被展示为处于在尾部98如图6中所展示的变形之前的状态。铆钉84的主体96具有小于延伸穿过图5和6中所展示的接线片78、间隔件86和导电板60A的堆叠的孔口94的大小的外径D。在一些实例中,铆钉85的主体96可具有约28密耳或更小的外径,例如头部100和变形尾部98的直径为约40密耳或更大。在其中主体96包含内腔而非实心的实例中,主体壁的厚度可为约5密耳。在一些实例中,铆钉84从头部100到尾部98的总长度可为约272密耳或更小。在一些实例中,接线片78和间隔件86的组合的总高度(在Z方向上)可为约0.230英寸(例如,+/-0.03英寸)。涵盖其它值。

图8为说明用于在与阴极接线片78和间隔件86布置时使尾部98变形以形成堆叠组合件的实例设备106的示意图,在所述堆叠组合件中接线片78和间隔件86经由铆钉84附接到彼此。图9为说明用于经由铆钉84将接线片78和间隔件86附接到彼此的实例技术的流程图。为了便于描述,将关于图8中所展示的设备106来描述图9的实例技术。

如图9中所展示,接线片78和间隔件86可堆叠在铆钉84的主体96上(102)。举例来说,接线片78中的个别接线片的孔口94和个别间隔件86可按所要次序和布置依序地放置在尾部98上方到主体96上,例如在图8中所展示的布置中。在其它实例中,接线片78和间隔件86可最初以堆叠方式布置,其中孔口对齐(例如,使用固定销)且接着作为单个堆叠放置到在尾部98上方的主体96上。堆叠可手动地或通过机器人组合件装置(例如,取放式机器人装置)实现。

一旦接线片78和间隔件86组装在铆钉84上方,尾部98可变形以将接线片78和间隔件86附接在堆叠布置中(104)。举例来说,可收缩支撑件110可用于例如经由压缩力将模锻件108抵靠固定销112压入尾部98,以使尾部98的边缘向外变形且形成如图8中所展示的凸缘末端。在一些实例中,焊接件92可接着在铆钉84已安装之后例如经由激光焊接或其它合适的过程形成在接线片78和间隔件86中。替代地,焊接件92可在铆钉84的安装之前形成。

图9的实例说明用于使铆钉84的尾部98在接线片78和间隔件86的堆叠中的孔口94内变形以将接线片78和间隔件86附接到彼此的仅一个实例技术。可采用其它实例合适技术以及其它类型的铆钉,例如,具有实心主体的铆钉。

如上文所提及,本公开的一些实例电池组合件可另外或替代地包含在接线片78和间隔件86的堆叠的“顶部”上的垫片,例如,以防止如本文中所描述的接线片78的“扇形散开”。图10为说明包含垫片114的电池26的实例的示意图。如图10中所展示,垫片114位于阴极堆叠68的接线片78和间隔件86的堆叠上。在图10的实例中,垫片114不直接在接线片78A的顶部上,而是通过间隔件86D与接线片78A分离。在其它实例中,垫片114可直接位于接线片78A上。尽管图10中未展示,但在一些实例中,取决于用于形成垫片114的材料,焊接件92可沿着堆叠组合件的侧面延伸以包含垫片114。

另外,垫片114以类似方式位于阳极堆叠66的接线片76的堆叠上。垫片114为横跨阴极堆叠68的接线片78的堆叠与阳极堆叠66的接线片76的堆叠之间的间隙116的单个部件,其还包含堆叠中的个别接线片之间的间隔件(未标记)。虽然垫片114在图10的实例中为单个部件,但在其它实例中,电池26可包含位于用于阴极堆叠68的接线片和间隔件的堆叠上的一个垫片和位于用于阳极堆叠66的接线片和间隔件的堆叠上的另一垫片。

在一些实例中,垫片114可被包含为另一组件的(例如,绝缘组件的)整体特征,而不是作为独立组件。举例来说,在一些实例中,垫片114可为用于隔离电池26内的电极性的另一典型绝缘体的一部分,例如,顶部空间绝缘体、堆叠绝缘体和/或馈通绝缘体。在一些实例中,垫片114可附接或以其它方式包含为组件的可折叠特征以便于组装电池26,同时还防止在电池26的组装期间无意中未安装的发生。

尽管图10中未展示,但在电池壳体50组装有密封或以其它方式附接到彼此以形成壳体50的顶部部分50B(在图2中展示)和底部部分50A时,垫片114的厚度(在z方向上)可经选择以使得垫片114的顶部表面与电池壳体50的顶部部分50B的内表面接触。在一些实例中,垫片114的顶部表面与壳体50的顶部部分50B的内表面之间的接触可施加压缩力(由图10中的箭头120表示)或以其它方式防止阴极堆叠68和阳极堆叠66扇形散开。举例来说,在顶部部分50B例如经由在顶部部分50B与底部部分50B之间的交接部处在壳体50的周边周围的焊接件附接到壳体50的底部部分50A时,压缩力120可通过垫片114施加到在顶部部分50B与底部部分50A之间的阴极68的接线片78的堆叠和阳极66的接线片76的堆叠。以此方式,压缩力120可防止阴极68的接线片78的堆叠和阳极66的接线片76的堆叠例如在电池26的操作寿命期间“扇形散开”。

垫片114可由任何合适材料形成。在一些实例中,垫片114可由电绝缘材料形成,例如,以防止阴极堆叠68和阳极堆叠66通过垫片114的电耦合和/或阴极堆叠68和/或阳极堆叠66到壳体50的电耦合。实例绝缘材料可包含聚丙烯、聚乙烯等。在其它实例中,垫片114可由例如钛、不锈钢等的导电材料形成。在一些实例中,阴极68的顶部接线片78A之间的间隔件86D以及垫片114与阳极66的顶部接线片76A之间的间隔件可为电绝缘的以防止相应电极接线片与垫片114之间的电耦合。在其它实例中,垫片114可被配置成使得一旦阴极堆叠68和/或阳极堆叠66开始扇形散开就施加压缩力,例如在电池26的操作寿命期间的某一时刻。

图11为说明垫片114的实例的示意图。如所展示,垫片114不具有恒定厚度,而是在垫片114的一侧上呈现厚度T1且在垫片114的另一侧上呈现厚度T2。此情况中的此差异可考虑在壳体50组装在电池26的内部组件周围时阴极堆叠68的接线片/间隔件堆叠与壳体50的顶部部分50B的内表面之间的距离相比于阳极堆叠66的接线片/间隔件堆叠与壳体50的顶部部分50B的内表面之间的距离的差异。

如所展示,在一些实例中,垫片114可包含柱122A及122B。柱122A可被配置成装配在阴极堆叠68的接线片78和间隔件86的堆叠的孔口94的一部分内。类似地,柱122B可被配置成装配在阳极堆叠66的接线片/间隔件的堆叠中的类似孔口的一部分内。此特征可促进垫片114相对于阳极堆叠66和阴极堆叠68的配准或对齐,并且将垫片114维持在适当位置,例如,在壳体50的顶部部分50B和底部部分50A组装之前、期间和/或之后。此类设计可用于其中铆钉(例如,铆钉84)不延伸穿过阳极堆叠和阴极堆叠的接线片和间隔件的堆叠的情况。对于包含阳极堆叠和阴极堆叠中的一个或两个中的铆钉的实例,垫片114可包含不同于图11中所展示的配准特征的另一类型的配准特征(例如,到垫片114中的凹槽而不是例如柱122A和122B的突出部),例如,使得铆钉和垫片两者可在电池的操作寿命期间防止接线片的堆叠的扇形散开。

图12为说明另一实例电池126的概念图。电池126可类似于本文中所描述的其它电池组合件且相似特征被类似地编号。图12说明其中在壳体50的顶部部分50B的内表面与阴极堆叠68和阳极堆叠66之间采用垫片114的实例。如上文所描述,垫片114的顶部表面与壳体50的顶部部分50B的内表面之间的接触可施加压缩力(由图12中的两个箭头表示)或以其它方式防止阴极堆叠68和阳极堆叠66扇形散开。举例来说,在顶部部分50B例如经由在顶部部分50B与底部部分50B之间的交接部处在壳体50的周边周围的焊接件附接到壳体50的底部部分50A时,压缩力可通过垫片114施加到在顶部部分50B与底部部分50A之间的阴极68的接线片78的堆叠和阳极66的接线片76的堆叠。以此方式,压缩力可防止阴极68的接线片78的堆叠和阳极66的接线片76的堆叠例如在电池126的操作寿命期间“扇形散开”。在一些实例中,垫片114可被配置成使得一旦阴极堆叠68和/或阳极堆叠66开始扇形散开就施加压缩力,例如在电池126的操作寿命期间的某一时刻。

已在本公开中描述了各种实例。这些和其它实例在随附条项和权利要求书的范围内。

条项1.一种用于可植入医疗装置的电池组合件,所述组合件包括:电极堆叠,其包括多个电极板,其中所述多个电极板包括第一电极板和第二电极板,所述第一电极板包含从所述第一电极板延伸的第一接线片,所述第二电极板包含从所述第二电极板延伸的第二接线片;间隔件,其在所述第一接线片与所述第二接线片之间;以及

铆钉,其延伸穿过所述第一接线片、所述第二接线片和所述间隔件,其中所述铆钉被配置成将所述第一接线片、所述第二接线片和所述间隔件机械地附接到彼此。

条项2.根据条项1所述的组合件,其中所述铆钉包括喇叭形头部、变形尾部和在所述喇叭形头部与所述变形尾部之间延伸的铆钉主体,并且其中所述喇叭形头部在所述电极堆叠的第一侧上,并且所述变形尾部在所述电极堆叠的第二侧上。

条项3.根据条项1所述的组合件,其中所述间隔件包括第一间隔件,其中所述多个电极板包含第三电极板,所述第三电极板包含从所述第三电极板延伸的第三接线片,其中所述第二接线片在所述第一接线片与所述第三接线片之间,所述组合件进一步包括在所述第三接线片与所述第二接线片之间的第二间隔件,其中所述铆钉延伸穿过所述第三接线片和所述第二间隔件。

条项4.根据条项3所述的组合件,其中所述第一间隔件具有与所述第二间隔件的第二厚度不同的第一厚度。

条项5.根据条项1所述的组合件,其中所述间隔件包括第一间隔件,所述组合件进一步包括在所述第一接线片与邻近所述第一间隔件的第二接线片之间的第二间隔件。

条项6.根据条项1所述的组合件,其进一步包括在所述电极堆叠上的焊接件,所述焊接件从所述第一接线片跨越所述间隔件延伸到所述第二接线片。

条项7.根据条项1所述的组合件,其中所述第一电极板是所述电极堆叠的所述多个电极板中的顶板,所述组合件进一步包括:电池壳体,其包围所述电极堆叠;以及垫片,其位于所述第一接线片的顶部上在所述第一接线片与所述电池壳体的内表面之间。

条项8.根据条项7所述的组合件,其中所述第一电极板包括第一阳极板且所述第二电极板包括第二阳极板,其中所述多个电极板进一步包括第一阴极板和第二阴极板,所述第一阴极板包含从所述第一阴极板延伸的第三接线片,所述第二阴极板包含从所述第二阴极板延伸的第四接线片,其中所述第三接线片和所述第二接线片堆叠成邻近于所述第一接线片和所述第二接线片,并且其中顶部间隔件横跨所述第一接线片与所述第三接线片之间的间隙。

条项9.根据条项7所述的组合件,其中所述顶部间隔件由电绝缘材料形成以将所述第一接线片与所述电池壳体电隔离。

条项10.一种用于可植入医疗装置的电池组合件,所述组合件包括:电池壳体;电极堆叠,其包括多个电极板,其中所述多个电极板包含从所述电极堆叠的阳极板延伸的阳极接线片的第一接线片堆叠和从所述电极堆叠的阴极板延伸的阴极接线片的第二接线片堆叠,其中所述第一接线片堆叠邻近于所述第二接线片堆叠,并且间隙将所述第一接线片堆叠与所述第二接线片堆叠分离;以及垫片,其位于所述第一接线片堆叠或所述第二接线片堆叠中的至少一个的顶部接线片上,其中所述垫片位于所述第一接线片堆叠或所述第二接线片堆叠的所述第一接线片中的至少一个与所述电池壳体之间。

条项11.根据条项10所述的电池组合件,其中所述垫片横跨所述第一接线片堆叠与所述第二接线片堆叠之间的所述间隙。

条项12.根据条项10所述的组合件,其中所述垫片由电绝缘材料形成以将所述第一接线片堆叠和所述第二接线片堆叠与所述电池壳体电隔离。

条项13.根据条项10所述的组合件,其中所述电池壳体被配置成经由所述垫片将压缩力施加到所述第一接线片堆叠和所述第二接线片堆叠。

条项14.根据条项10所述的组合件,其中所述第二接线片堆叠包含第一阴极接线片和第二阴极接线片,所述组合件进一步包括位于所述第一阴极接线片与所述第二阴极接线片之间的第一间隔件。

条项15.根据条项14所述的组合件,其进一步包括在所述第一阴极接线片与所述第二阴极接线片之间的第二间隔件,并且其中所述第一间隔件具有小于所述第二间隔件的厚度的厚度。

条项16.根据条项14所述的组合件,其中所述第二接线片堆叠包含第三阴极接线片,所述组合件进一步包括在所述第二阴极接线片与所述第三阴极接线片之间的第二间隔件。

条项17.根据条项16所述的组合件,其中所述第一间隔件具有小于所述第二间隔件的厚度的厚度。

条项18.根据条项10所述的组合件,其进一步包括延伸穿过所述第二接线片堆叠以将所述第二接线片堆叠的所述个别接线片机械地附接到彼此的铆钉。

条项19.根据条项18所述的组合件,其中所述铆钉包括喇叭形头部、变形尾部和在所述喇叭形头部与所述变形尾部之间延伸的铆钉主体,并且其中所述喇叭形头部在所述第二接线片堆叠的第一侧上,并且所述变形尾部在所述第二接线片堆叠的第二侧上。

条项20.根据条项10所述的组合件,其进一步包括在所述第二接线片堆叠上从所述第二接线片堆叠的顶部接线片延伸到所述第二接线片堆叠的底部接线片的焊接件。

条项21.根据条项10所述的组合件,其中所述焊接件延伸到所述垫片。

条项22.根据条项10所述的组合件,其中所述垫片包含被配置成与所述第一接线片堆叠中的孔口配合的第一突出部和被配置成与所述第二接线片堆叠中的孔口配合的第二突出部。

条项23.根据条项10所述的组合件,其中所述垫片被配置成将压缩力从所述电池壳体传送到所述第一接线片堆叠或所述第二接线片堆叠中的所述至少一个。

条项24.一种可植入医疗装置,其包括:外壳体;

处理电路;以及条项1的所述电池组合件,其在所述外壳体内,其中所述处理电路被配置成使用由所述电池组合件供应的电力控制从所述可植入医疗装置到患者的递送电治疗。

条项25.一种可植入医疗装置,其包括:外壳体;

处理电路;以及条项10的所述电池组合件,其在所述外壳体内,其中所述处理电路被配置成使用由所述电池组合件供应的电力控制从所述可植入医疗装置到患者的递送电治疗。

条项26.一种方法,其包括条项1-25中的任一项。

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