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

摘要

一种制造用于医疗装置的能量存储装置的方法，该方法包括在外壳中产生孔。该孔包括内表面。该方法还包括通过孔将电解器引到外壳中，并且使密封件运动到该孔中。密封件包括外表面。此外，该方法包括仅仅利用密封件来密封孔，并且在孔的内表面和密封件的外表面直径产生基本上气密密封。

说明书

技术领域

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。

背景技术

多种医疗装置包括诸如蓄电池或电容器的内部能量存储装置。该能量存储 装置供给电力，用以维持合适的功能。例如，可植入的心脏起搏器和除颤器通 常包括蓄电池，且该蓄电池提供电力，使得心脏起搏器和除颤器能提供关于心 脏组织的预定电信号。这些蓄电池通常设计成是坚固的并且具有相对较长的使 用寿命。

通常，这些蓄电池的制造包括将阳极和阴极提供到蓄电池室中。然后，通 过预制的充填端口将电解质引到蓄电池室中。随后，将充填端口密封。

用于密封充填端口的蓄电池和方法会包括多个单独的部件和/或会需要用 于产生和密封该端口的若干步骤。因此，制造成本会相对较高。此外，密封充 填端口会相对较复杂。

发明内容

该部分提供对于本发明的总体概括，并且并非是本发明完整范围或其所有 特征的全面披露。

披露一种制造用于医疗装置的能量存储装置的方法，该方法包括在外壳中 产生孔。该孔包括内表面。该方法还包括通过孔将电解器引到外壳中，并且使 密封件运动到该孔中。密封件包括外表面。此外，该方法包括仅仅利用密封件 来密封孔，并且在孔的内表面和密封件的外表面直径产生基本上气密密封。

此外，还披露一种用于医疗装置的能量存储装置，该能量存储装置包括电 池组件以及容纳该电池组件的外壳。该外壳包括用于将电解器引到外壳中的 孔，且该孔包括内表面。此外，该装置包括具有外表面的密封件，该外表面摩 擦地配合在孔内。仅仅通过密封件的外表面和孔的内表面之间的摩擦配合而在 密封件和外壳之间形成基本上气密的密封。

又进一步，披露一种制造用于医疗装置的蓄电池的方法。该方法包括在具 有基本上恒定直径的蓄电池外壳中产生通孔。该方法还包括对通孔的外缘倒圆 角，而对通孔的内缘倒角。该方法还包括通过通孔将电解质引到蓄电池外壳中。 此外，该方法包括提供基本上球形密封件，该密封件具有比通孔附近的蓄电池 外壳更大的硬度。此外，该方法包括仅仅利用球形密封件来密封通孔，仅仅通 过使球形密封件运动到通孔中以使蓄电池外壳变形、并且在通孔的内表面和球 形密封件的外表面直径产生基本上气密的连续线密封并将球形密封件完全设 置在通孔的内缘和外缘之间来实现。

从这里提供的说明书中，其它应用领域也将变得显而易见。该发明内容中 的描述和特定示例仅仅用于说明，而非意图限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅仅是为了对所选择的实施例进行说明，而非对所有可能 的实施方案进行说明，并且并不意图限制本发明的范围。

图1是根据本发明的各种实施例的具有蓄电池的医疗装置的示意图；

图2是图1所示医疗装置的蓄电池的分解视图；

图3是图2所示蓄电池的头部的侧视图，该头部包括充填孔，并且充填孔 示作处于未密封状态；

图4是对根据本发明的各种实施例的图2所示电池的充填孔进行密封的方 法的示意图；

图5是图2所示蓄电池的头部的侧视图，该头部包括充填孔，并且充填孔 示作处于密封状态；以及

图6是沿着图5中剖线6-6所剖取的蓄电池的头部的剖视图。

在附图的若干视图中，对应的附图标记标示对应的部件。

具体实施方式

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24，该电池外壳包封该电池组件22。电池外 壳24可包括主部26和头部28。主部26会是相对薄壁且中空的，并且能接纳 电池组件22。头部28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24内。主部26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28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24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 24中泄漏和/或使得外来物质不会进入电池外壳24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24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24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24中产生充填孔34。充 填孔34能产生在电池外壳24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24的主部26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28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°×0.005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24的主部26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24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28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28的材料硬度 更大的材料硬度，以确保使头部28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28(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28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1.0 ×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”之类的空间关系术语，用以易于说明，来描述一个构件或特征相对于 另一元件或特征在附图中的关系。空间关系术语可意指包含该装置在使用或操 作中、除了附图中示出的定向以外的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转， 描述成在其它构件或特征“下面”或“之下”的构件则会定向成在其它元件或 特征的“上面”。因此，示例术语“下面”可包含上面和下面两种定向。该装 置能以其它方向定向(转过90度或定向其它定向)，并且相应地解释在此所使 用的空间关系描述法。