极之间形成离子通道。运可设及电解质 的一次性转移或可暴露电池W供电解质的持续扩散。
[0096] 一些电池系统可在化学反应期间使用或消耗电解质。因此，在封装系统中设计一 定体积的电解质可为必要的。该电解质可W "寄放"在各种位置，包括分隔物或胆存器中。
[0097] 在一些实例中，电池系统的设计可包括可用于限制电池系统的放电容量的一个或 多个部件。例如，可能需要设计阳极、阴极或电解质材料W及材料的量，使得它们其中的一 者可首先在电池系统的反应过程中耗尽。在此类实例中，阳极、阴极或电解质中一者的耗尽 可降低有问题的放电的可能性并且使副作用在较低放电电压下不发生。运些有问题的反应 可W产生例如可不利于安全性及其他因素的过多的气体或副产物。
[0098] 横块化的由術部件
[0099] 在一些实例中，可根据本发明的一些方面和实例来形成模块化的电池部件。在运 些实例中，模块化电池组件可W是与生物医疗装置的其他部件分开的独立部件。在眼科接 触镜片装置的实例中，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。形成模 块化电池部件有许多优点。例如，就接触镜片而言，模块化电池部件可W在单独的、非集成 的过程中形成，运可W缓解处理刚性的、S维成型光学塑料部件的需要。此外，制造的来源 可W更加灵活，并且可与生物医疗装置中其他部件的制造W更为并行的模式进行。另外，模 块化电池部件的制造过程可脱离=维成形装置的特性。例如，在需要最终为=维形式的应 用中，可W将模块化的电池系统制成平面或大致二维的透视图，然后再成形为适当的=维 形状。由于电池部件可在组装之前进行分类，所W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， 运些构造不具有可于其上形成电池部件的合适刚性区域。并且在另外的实例中，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，诸如基于卷筒的技 术（卷对卷），基于片的技术（片对片）、印刷、光照化及"刮压"处理。在模块化电池的一些 实例中，此类装置的离散容纳方面可导致附加材料被添加到在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，此类影响可为模块化电池溶液的使用设定 限制。
[0100] 电池形状要求可至少部分地由将使用该电池的应用所决定。传统的电池形状因数 可为由金属制成的圆柱形形状或矩形棱柱形状，并且可适用于需要大量电能W供持续较长 时间的产品。运些应用可足够大，使得它们可包含大形状因数电池。在另一个实例中，平 面（2D)固态电池是通常在刚性娃或玻璃上形成的薄的矩形棱柱形状。在一些实例中，运些 平面固态电池可使用娃晶片加工技术形成。在另一种类型的电池形状因数中，可用薄锥或 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。运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。
[0101] 在本发明中电池可用于可变光学镜片的电池应用的一些实例中，其形状因数可需 要=维曲率的电池部件，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睹 峭，并且作为参考可近似于在人指尖上发现的曲率类型。相对睹峭的曲率性质给制造带来 了挑战。在本公开的一些实例中，模块化电池部件可被设计成使得其可W平面、二维的方式 来制造，然后形成相对高曲率的=维形式。 引由術横块厚麼
[0103] 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，W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， 装置可供用户佩戴舒适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 更加薄是关键、有利的方面。在一些实例中，电池厚度可通过顶片和底片、隔离件片的组合 厚度W及粘合剂层厚度确定。实际制造方面可促使膜厚度的某些参数达到可用片状存料的 标准值。此外，膜可具有最小厚度值，该最小厚度值可基于设及化学相容性、不透湿性/不 透气性、表面光洁度及与可沉积在膜层上的涂层的相容性的技术考虑来指定。
[0104] 在一些实例中，精加工电池部件的预期或目标厚度可为小于220 y m的部件厚度。 在运些实例中，该预期厚度可由示例性眼科镜片装置的=维几何形状决定，其中该电池部 件可需要装配在由满足终端用户舒适度、生物相容性W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W及其对电池部件厚度需求的影响可随装置总厚度规格W及 设及装置的宽度、锥角和内径的装置规格的变化而变化。所得电池部件设计的另一个重要 设计考虑可设及在给定电池部件设计中相对于可由该设计产生的化学能，活性电池化学物 质与材料的可用体积。然后所产生的化学能可对于功能性生物医疗装置的电气需求在其目 标寿命和工作条件方面平衡。
[0…引由術横块的柔忡
[0106] 与电池设计和使用W电池为能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电池许多优点。例如，柔性的电池模块可有助于前面提及W 二维（2D)扁平形式制造电池形式的能力。该形式的柔性可允许二维电池随后形成适当的 3D形状，W装配在到生物医疗装置诸如接触镜片中。
[0107] 在另一个可由电池模块的柔性赋予的益处的实例中，如果电池及后续装置为柔性 的，那么可存在设及装置使用的优势。在一个实例中，生物医疗装置的接触镜片形式可有利 于基于介质插入件的接触镜片的插入/移除，运可能更接近标准的、非填充型水凝胶接触 镜片的插入/移除。
[010引晓曲的次数对电池的工程改造可为重要的。例如，从平面形式到适于接触镜片的 形状仅可晓曲一次的电池可与能够晓曲多次的电池具有明显不同的设计。电池的晓曲不仅 是能够机械性地进行晓曲。例如，虽然电极可在物理上能够进行晓曲而不断裂，但是电极的 机械和电化学性质可由晓曲改变。晓曲引起的变化可立刻显现，例如电阻的改变，但晓曲也 可引起一些在长期储存寿命测试中才显现的变化。 。…引由術横块葡麼
[0110] 可存在大量可利用本发明的生物相容性通电元件或电池的应用。一般来讲，电池 宽度要求可在很大程度上取决于其应用。在示例性情况下，接触镜片电池系统可对模块化 电池部件的宽度具有受限的规格要求。在装置具有由电池部件供电的可变光学功能的眼科 装置的一些实例中，装置的可变光学部分可占据直径约7. Omm的中屯、球形区域。示例性电 池元件可被视为=维物体，其作为环状的锥形裙边围绕中屯、光学件装配并形成到截短的锥 形环中。如果刚性插入件的所需最大直径是8. 50mm的直径，并与某一直径的目标球体（例 如直径大约为8. 40mm)相切，然后该几何构造就可确定所允许的电池宽度可为多少。可存 在可用于计算所得几何构造的所需规格的几何模型，所述几何构造在一些实例中可被称为 压入环带扇区的锥形截头。
[0111] 扁平电池的宽度可由电池元件的两个特征结构：活性电池部件宽度和密封件宽度 决定。在一些关于眼科装置的实例中，目标厚度可在0.100mm至0.500mm(每边）之间，并 且活性电池部件目标宽度可大致为0.800mm。其他生物医疗装置可具有不同的设计约束，但 可W相似方式应用柔性扁平电池元件的原理。 。…]脖作为由術部件巧计中的巧计元素
[0113] 在一些实例中，可采用分割活性电池化学物质区域的方式来设计电池元件。将活 性电池部件分成离散区段有很多优势。在一个非限制性实例中，分立和较小元件的制造可 促进运些元件的生产。包括许多较小元件的电池元件的功能可得到改善。可将各种不同的 缺陷隔离。在一些情况下，隔离无功能性元件可减少功能的损失。运在可发生电池电解质 损失的实例中可为相关的。各个部件的隔离可能有为了限制整个电池元件小区段的功能损 失而造成电解质从电池的关键区域泄漏的缺陷，然而通过该缺陷产生的电解质损失可为配 置为单独电池的电池空出一块显著较大的区域。虽然从整体角度来看较小的电池可使活性 电池化学物质体积降低，但是围绕每个较小电池的材料网可加强整体结构。
[0114] 由術元件的内部密卦件
[0115] 在用于生物医疗装置中的电池元件的一些实例中，电池的化学作用设及水溶液化 学，其中水或水分是控制的重要成分。因此，结合延缓或阻止水分离开或进入电池主体的密 封机制是重要的。可设计防潮层来使内部水分水平处于设计的水平，在一定公差范围内。在 一些实例中，防潮层可被分为两个部分或部件：即，封装件和密封件。
[0116] 封装件可指外壳的主要材料。在一些实例中，封装件可包括批量材料。水蒸气传 输速率（WVTR)可为性能指标。理想的是，良好电池封装件的WVTR可为"0"。WVTR接近0 的示例性材料可为玻璃或金属锥。另一方面，塑料可对于水分固有地具有多孔性，并且不同 类型的塑料可显著不同。工程材料、层合物或共挤出物通常可为常见封装材料的混合物。
[0117] 密封件可为两个封装表面之间的界面。密封表面的连接连同封装件一起完成外 壳。在许多实例中，密封设计的性质可因为在采用ISO或ASTM标准进行测量的过程中由于 样品尺寸或表面积与运些过程可不兼容而存在困难，所W难W对密封件的WVTR进行表征。 在一些实例中，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。密封性能可与密封材料、密封厚度、密封长度、密封宽度W及对封装基底的密 封粘附性或紧密性相关。
[0118] 在一些实例中，密封件可通过焊接法形成，运可设及热处理、溶剂处理、摩擦处理、 超声处理或电弧处理。在其他实例中，密封件可通过使用粘合密封剂形成，诸如胶水、环氧 树脂、丙締酸类树脂、天然橡胶和合成橡胶。其他的实例可得自垫圈型材料的使用，该垫圈 材料可由软木、天然橡胶和合成橡胶、聚四氣乙締（PTFE)、聚丙締和有机娃形成，仅举一些 非限制性实例进行说明。
[0119] 在一些实例中，根据本发明的电池可设计成具有指定的操作寿命。操作寿命可通 过测定水分渗透的实际量来估算，水分渗透的实际量可使用特定电池系统获得，然后估算 此类水分泄漏可造成电池寿命状况何时结束。例如，如果电池存储在潮湿的环境中，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，因而电池的寿命可 延长。存储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。 阳120] 由術元件分隔物
[0121] 本发明中所述类型的电池可利用分隔物材料，该分隔物材料可W物理的方式并且 W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 电解质组分能够透过的隔膜，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。
[0122] 由于本发明的设计可具有超薄轮廓，所W选择可被限于通常可用的最薄的分隔物 材料。例如，约25微米厚的分隔物可为期望的。可具有优势的一些实例可为约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締单层和/或聚丙締-聚乙 締-聚丙締（PP/PE/PF0 S层分隔物隔膜诸如由Celgard(Charlotte, NC)生产的那些。分 隔物材料的可取实例可为具有12微米厚度的Celgard M824 PP/PE/PPS层隔膜。用于本 发明实例中的分隔物材料的另选实例可包括包含再生纤维素例如玻璃纸的分隔物隔膜。
[0123] 尽管PP/PE/PP S层分隔物隔膜可由于其聚締控特性而具有有利的厚度和机械性 质，但为了使其在本发明的实例中可用，它们也具有一些必须克服的缺点。PP/PE/PP S层分 隔物材料的卷筒存料或片状存料可具有许多皱權或其他形式的误差，运可不利于适用于本 文所述电池的微米级公差。此外，聚締控分隔物可需要被切割成超精确公差W包括在本设 计中，因此运意味着将激光切割作为形成具有严格公差的所需形状分立集流体的示例性方 法。由于运些分隔物的聚締控特性，可用于微制造的特定切割激光器可采用不切割聚締控 的激光波长，例如355nm。聚締控不明显地吸收激光能量，并且因而不被烧蚀。最后，聚締控 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。
[0124] 然而，有许多方法可W克服聚締控型隔膜的运些固有局限性。为了向高精度切割 激光器提供微孔分隔物隔膜W用于将部件切割成弧区段或其他有利的分隔物设计，该隔膜 可需要为平坦且无權皱的。如果不满足运两个条件，那么分隔物隔膜就可能无法被完全切 害d，因为切割光束可能由于入射激光能量的散焦或W其他方式散射而受抑制。另外，如果分 隔物隔膜不平坦并且有權皱，那么可能不会完全实现分隔物隔膜的形状精度和几何公差。 例如，当前实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，W及进一步地+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上来将该 材料制成平坦且无權皱的。由于分隔物隔膜的脆弱性W及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，在一些实例中，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權皱的分隔物隔膜。在层合之前，可使 得分隔物隔膜不含颗粒。运可通过超声清洗分隔物隔膜W分离任何表面粘附颗粒来实现。 在一些实例中，分隔物隔膜的处理可在合适的诸如层流罩或至少10000级的洁净室的低粒 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。
[01巧]尽管多种低挥发性液体可用于将微孔聚締控分隔物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W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W吸入到分隔物材料的孔中，运可W通过目测检查 轻松确认。在一些实例中，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。可期望的是选择对将暴露于分隔物的制备和切割操作的工人为溫和且"安全"的 液体。可期望的是选择蒸汽压力可足够低的液体，使得在处理的时间范围（大约I天）内 不发生明显的蒸发。可通过利用流体的增压来增强低挥发性液体的注入过程。在其他实例 中，可使用真空来增强注入。最后，在一些实例中，液体可具有足够的溶解力来溶解有利的 紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂可促进激光切割操作。在一个实例中，已观察到阿伏苯宗 紫外线吸收剂溶于苯甲酸节醋溶剂中形成的12% (w/w)溶液可满足上述要求，并且可使其 自身有助于聚締控分隔物的高精度且低公差的激光切割，而无需过多的切割激光束穿过次 数。在一些实例中，分隔物可使用该方法用8W355nm纳秒二极管累浦固体激光器切割，其中 该激光器可具有如下设置：低功率衰减（例如3%的功率），1到lOmm/s的中等速度，W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 割的加工助剂，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。
[0126] 在一些实例中，分隔物可在固定到浮法玻璃时进行切割。将分隔物固定到浮法玻 璃载体时进