用于能量存储装置充填端口的使用密封件的气密密封方法

B·F·小海勒, D·J·莫雷利

2012年5月9日

2010年5月26日

2009年5月29日

麦德托尼克公司

A61N1/378GK102448546SQ201080024996

端口 充填 存储 能量 装置 用于 使用

1.一种用于医疗装置的能量存储装置，包括电池组件；外壳，所述外壳容纳所述电池组件，且所述外壳包括用于将电解质引到所述外壳中的孔，且所述孔包括内表面；以及密封件，所述密封件具有摩擦配合在所述孔内的外表面，其中仅仅通过所述密封件的外表面和所述孔的内表面之间的摩擦配合而在所述密封件和所述外壳之间形成基本上气密的密封2.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述密封件具有比所述外壳的硬度更大的硬度3.如权利要求2所述的能量存储装置，其特征在于，所述密封件包括5级钛，而所述外壳包括1级钛和2级钛中的至少一种4.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述气密的密封在所述密封件的外表面和所述孔的内表面之间限定围绕所述密封件的呈闭环形式的连续线密封5.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述密封件是基本上球形的6.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述外壳包括头部，而所述孔延伸通过所述外壳的头部7.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔具有倒圆角的缘边8.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔具有倒角的缘边9.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔具有倒角的内缘以及倒圆角的外缘10.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔包括内缘和外缘，且所述孔的最窄部分位于所述内缘和所述外缘之间11.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述密封件完全设置在所述孔的内缘和外缘之间12.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述气密的密封在仅仅使用所述密封件的情形下具有小于约1.0X10_7std ccHe/sec的漏泄率13.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔具有至少大约0.026英寸和大约0. 030英寸的宽度14.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述密封件是基本上球形的并且具有大约0. 03125英寸的直径15.如权利要求1所述的能量存储装置，其特征在于，所述孔具有至少大约0.030英寸的厚度，并且在所述孔附近具有最多约0. 034英寸的厚度16.一种制造用于医疗装置的能量存储装置的方法，所述方法包括在外壳中产生孔，且所述孔包括内表面；通过所述孔将电解质引到所述外壳中；使密封件运动到所述孔中，且所述密封件包括外表面；仅仅利用所述密封件来密封所述孔；以及在所述孔的内表面和所述密封件的外表面之间产生基本上气密的密封17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括当使所述密封件运动到所述孔中时利用所述密封件使所述外壳变形18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括提供具有比所述外壳的硬度更大的硬度的密封件，从而当使所述密封件运动到所述孔中时，使所述外壳变形19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述密封件包括5级钛，而所述外壳包括 1级钛和2级钛中的至少一种20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，密封所述孔包括在所述密封件的外表面和所述孔的内表面之间产生围绕所述密封件的呈闭环形式的连续线密封21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述密封件是基本上球形的22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，产生所述孔包括产生通过所述外壳的通孔23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括对所述通孔的外缘进行倒角和对所述外缘进行倒圆角中的至少一种24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括对所述通孔的内缘进行倒角和对所述内缘进行倒圆角中的至少一种25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括将所述通孔形成为在对所述通孔的缘边进行倒圆角和倒角中的至少一种之前具有基本上恒定的宽度26.如权利要求16所述的方法，其特征在于，密封所述孔包括使所述密封件运动到所述孔中，使得所述密封件完全设置在所述孔的内缘和外缘之间27.如权利要求16所述的方法，其特征在于，密封所述孔包括仅仅使用所述密封件来产生具有小于约1. OX IO-7Std ccHe/sec的漏泄率的密封28.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述孔包括以至少约150磅且至多约185 磅的压力、并且以大约每秒0. 5英寸使所述密封件运动到所述孔中

本发明涉及用于医疗装置的能量存储装置，且具体地是涉及用于对医疗装置的能量存储装置中的充填孔进行气密密封的方法

现在将参照附图更加完整地描述示例性实施例首先参见图1，示意地示出医疗装置10该医疗装置可包括壳体组件12以及总地标为14的各种内部部件内部部件14可容纳在壳体组件12内内部部件14可包括用于医疗装置10操作的计算机控制器、逻辑电路以及线路(未确切地示出)该内部部件14还可包括诸如蓄电池16之类的能量存储装置(在图1中以虚线示出)将进行描述的是，蓄电池16存储电力并将电力供给医疗装置10的其它内部部件14应理解的是，医疗装置10可具有任何合适的类型例如，医疗装置10可以是可植入的心脏起搏器(IPG)或除颤器(ICD)这样，医疗装置10可包括柔性引线18，该引线从壳体组件12伸出并且将医疗装置10的内部部件14连接于患者的心脏组织20因此，医疗装置10的内部部件14会产生电信号，该电信号经由引线18传递至心脏组织20，以维持心脏组织20的合适功能还应理解的是，除了蓄电池16以外，医疗装置10可包括任何合适的能量存储装置或电化学电池例如，医疗装置10可包括用于将所存储的能量供给该医疗装置的电容器现在参照图2，更详细地示出医疗装置10的蓄电池16的示例实施例蓄电池16 可包括电池组件22电池组件22可包括阳极、阴极、分离器以及电解质(未确切地示出) 阴极和阳极之间的化学反应可产生用于医疗装置10的电力蓄电池16还可包括电池外壳对，该电池外壳包封该电池组件22电池外壳M可包括主部沈和头部观主部沈会是相对薄壁且中空的，并且能接纳电池组件22头部观可以是薄的细长板，该细长板固定于主部，以将外壳组件22封装在电池外壳M内主部沈和头部28能以任何合适的方式固定例如，在一些实施例中，头部28可绕该头部28的整个周缘焊接于主部26蓄电池16还可包括连接器30，该连接器30延伸通过头部28连接器30可以是电导线或者销，该电导线或销电连接于电池组件22并且与头部观电绝缘应理解的是，连接器30可电联接于医疗装置10的内部部件14，用于将来自电池组件22的电供给至内部部件如图2和5所示，电池16可包括密封件32，该密封件对包括在头部28中的充填孔34进行密封将更详细描述的是，充填孔34可用于将电解质引到电池外壳M中，而密封件32能密封该充填孔34，使得电解质不会从电池外壳M中泄漏和/或使得外来物质不会进入电池外壳M并污染该电池组件22更确切地说，充填孔34可以是具有内表面35的通孔，该通孔延伸通过头部28的厚度此外，密封件32可以基本上是球形的并且具有外表面36在下文将更详细进行描述的是，密封件32可摩擦配合在充填孔34内，以密封该充填孔34更确切地说，如图5所示，密封件32能摩擦配合到充填孔34中，从而仅仅通过密封件32的外边界36和充填孔34的内表面35之间的摩擦配合在密封件32和电池外壳M 之间形成基本上气密的密封因此，在下文将更详细进行描述的是，密封件32可显著地便于充填孔34的气密密封，使得电池外壳M的气密性不会受影响此外，电池16的制造成本会较低，这是由于需要相对较少的部件来密封充填孔；34现在参照图3-5，将描述一种制造电池16并且密封充填孔34的方法的示例实施例如图3所示，制造方法可包括在电池外壳M中产生充填孔34充填孔34能产生在电池外壳M中的任何合适位置中，包括头部28此外，充填孔34可在头部28固定于电池外壳M的主部沈之前形成在头部28中能以诸如钻孔(激光钻孔或其它方式钻孔)、冲孔之类的任何合适方式来产生充填孔34此外，充填孔34可具有任何合适的形状和尺寸例如，充填孔34可具有基本上恒定的宽度w(例如，直径)，该宽度w在大于0. 026英寸到0. 030英寸的范围内，其中，头部 28在孔34附近的厚度t在大约0. 030英寸到0. 034英寸的范围内 当初始形成时，充填孔34的宽度w会沿头部观的整个厚度t基本上恒定然后，充填孔34的外缘40可如图3中的虚线所示倒圆角能以任何合适的半径、例如以大约0. 008 英寸对外缘40进行倒圆角此外，充填孔34的内缘42可如图3中的虚线所示倒角充填孔34的内缘42可倒角成任何合适的定向和/或尺寸，例如最大具有大约45° X0. 005英寸的倒角应理解的是，在一些实施例中，内缘42可倒圆角，而外缘40可倒角还应理解的是，在不偏离本发明范围的条件下，外缘和内缘40、42都可倒角或者都可倒圆角此外， 应理解的是，充填孔34可在外缘和内缘40、42之间包括基本上恒定的宽度w，使得充填孔 34的最窄部分位于外缘和内缘40、42之间应描述的是，由于外缘40倒圆角，因而密封件 32能更容易地相对于充填孔34定心此外，由于内缘42倒角，因而内缘42不会包括毛口或者否则会干涉诸如电池组件22(图2)之类周围结构的任何其它不理想材料一旦电池组件22设置在电池外壳M的主部沈中并且头部28已连结于主部26， 则电解质可通过充填孔34供给到电池外壳M中电解质可具有任何合适的类型然后，如图4所示，可提供用于密封充填孔34的密封件32密封件32可具有任何合适的尺寸和形状例如，密封件32可以是球形的并且可具有大约0. 03125英寸的直径 如上所述，倒圆角的外缘40可有助于使密封件32相对于充填孔34定心然后，如图4所示，密封件32可运动到充填孔34中密封件32能以任何合适的方式运动到充填孔；34中例如，在一些实施例中，冲压工件44可用于将密封件32运动到充填孔34中冲压工具44可将压力施加到密封件32上(如图4中向下垂直箭头所示)，以使密封件32大体平行于充填孔34的轴线运动并且运动到充填孔34中冲压工具44能使密封件32以任何合适的方式运动到充填孔34中，以确保将密封件32适当地座落在充填孔 34内部例如，冲压工具44能以大约0. 5英寸/秒的速度运动，并且将大约150磅到185 磅的载荷施加到密封件32上在一些实施例中，密封件32进入充填孔34的运动致使头部观变形例如，头部 28能弹性地和/或塑性地变形，使得充填孔34的宽度w如图4中的水平箭头所示扩大在一些实施例中，密封件32可具有比头部观的材料硬度更大的材料硬度，以确保使头部观在密封件32运动到充填孔34中时变形更确切地说，密封件32可由5级钛制成或者可包括5级钛，而头部观(至少在充填孔34附近)可由1或2级钛制成或者可包括1或2级钛， 以确保密封件32具有较大的硬度密封件32可运动至充填孔34内的任何合适深度例如，如图5所示，密封件32能运动，使得密封件32的外表面36完全设置在充填孔34的外缘40和内缘42之间因此， 密封件32不会与头部观的任一侧上的周围结构干涉然而，应理解的是，在不偏离本发明范围的条件下，密封件32能从外缘40和/或内缘42略微突出因此，通过使密封件32运动到充填孔34中，密封件32的外表面36能密封抵靠于充填孔；34的内表面35更确切地说，由于密封件32进入充填孔34的运动，在密封件32和内表面35(图5和6)之间会产生呈闭环形状的连续环形线密封50应理解的是，线密封 50可提供对充填孔34的仅有密封，但该线密封50能提供对充填孔34的坚固密封例如， 线密封50可具有小于约1. OX 10_7std ccHe/sec的漏泄率因此，能利用相对较少的部件以不复杂的方式来密封充填孔34因此，可减小蓄电池16的部件成本，并且同样可显著地减小制造时间和工作量此外，密封件32可相对紧凑，使得蓄电池16更紧凑和/或允许周围部件更大例如，电池组件22的阳极和阴极会较大，由此有利地增大的蓄电池16的能量密度提供前述实施例的描述是为了说明和描述并不是穷举的或用来限制本发明具体实施例的各个元件或特征通常并不局限于该具体实施例，而是在适用的情况下可互换， 且可用在选定的实施例中，即使没有具体显示或描述也可它们也可以许多方式变化这些变化不被认为脱离本发明，所有这些修改意欲包括在本发明的范围内提供示例性实施例是为了使本公开充分，并充分对本领域的技术人员传达范围 阐述各种特定的细节，例如特定部件、装置以及方法的示例，以提供对本发明各实施例的完整理解对于本领域技术人员显而易见的是，无须使用特定的细节，且示例实施例能以许多不同形式使用并且不应被解释成限制本发明的范围在一些示例实施例中，并不详细描述熟知的工艺、熟知的装置结构以及熟知的技术在此所使用的术语仅仅为了描述特定示例性实施例，而不意指限制如本文中所用，单数形式的“一”、“一个”以及“该”包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包括性的，因此明确所述特征、整体、步骤、操作、 构件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、部件和/ 或其组合的存在或附加本文所描述的方法步骤、工艺以及操作不必被解释成需要以所描述或所说明的特定顺序来执行该方法，除非明确指出执行顺序以外还应理解的是，可使用附加的或替代的步骤当构件或层被称为位于另一构件或层“上”、“配合于”、“连接于”或“联接于”另一构件或层时，该构件或层可直接位于另一构件或层上、配合于、连接于或联接于另一构件或层，或者可存在中间构件或层与此相反，当构件被称为“直接位于另一构件或层上”、“直接配合于”、“直接连接于”或者“直接联接于”另一构件或层，不存在中间构件或层应以类似的方式来理解用于描述这些构件之间关系的其它词语(例如，“之间”比起“直接之间”、“相邻”比起“直接相邻”之类)如本文所使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合虽然在本文使用术语第一、第二、第三之类来描述各种构件、部件、区域、层和/或部段，但这些构件、部件、区域、层和/或部段不应由这些术语所限制这些术语可仅仅用于将一个构件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开来诸如“第一”、“第二” 以及其它数值术语之类的术语在本文使用时并不暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出因此，下述第一构件、部件、区域、层或部段可标为第二构件、部件、区域、层或部段，而不偏离示例实施例的技术可在本文中使用诸如“内部”、“外部”、“之下”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”之