用于给医疗器械的电池无线充电的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2017年9月26日提交的美国临时专利申请no.62/563,245的优先权和所有权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

本申请总体上涉及用于医疗器械的电池。更具体地，本发明涉及用于给医疗器械的电池无线充电的系统和方法。

背景技术：

非可充电电池被称为一次电池，而可充电电池被称为二次电池。二次电池能够被重复充电、存储电荷并将电荷输送到电池所连接的医疗器械，例如，手术工具。多年来，二次电池已经发展成为用于手术室中执行手术程序的电动手术工具的可靠电源。电池的使用去除了提供连接到外部电源的电源线的需要。去除电源线比有线外科工具更具优势。使用此类工具的手术人员不必关注：对线进行灭菌，以便可以将其带入患者周围的无菌手术区域中；或确保在手术过程中不会将非无菌的线无意地引入手术区域中。此外，去除线使得否则线会给手术程序带来的物理混乱和视场阻碍被消除。

用于给手术工具供电的电池暴露于不利的环境因素，用于非医疗用途的电池很少暴露于该环境因素。例如，在手术程序中，医用电池可能会暴露于血液或其他体液中。从患者身上取出的组织可能会粘附在电池上。为了去除患者在医疗过程中被感染的风险，因此，需要对电池进行灭菌或确保在各手术之间将电池容纳在灭菌的壳体内。因此，电池本身必须是可灭菌的，或者可以是具有可灭菌壳体的非无菌电池，非无菌电池被布置在可灭菌壳体中。在可灭菌电池的示例中，清洁/灭菌过程通常包括冲洗电池以去除在电池表面上容易看到的污染物。然而，这些事件可能导致在电池触头之间形成导电桥，这可能导致在一个或多个触头上形成金属氧化物层。该氧化物层用作阻抗层，该阻抗层降低电池的充电效率以及电池将电荷输送到与电池相连的工具的效率。

作为高压灭菌过程的一部分，电池也可以浸入充满蒸汽的腔室内。为了承受高压灭菌器处理中存在的高温，必须使用专用电池。高压灭菌器的温度通常超过130摄氏度。即使使用专门设计用于承受高压灭菌温度的专用电池，高压灭菌器处理期间仍可能损坏电池(尽管与在其他环境中使用的常规电池相比，损坏程度较小)。结果，经受高压灭菌的医疗环境中使用的电池可能比其他行业中使用的电池承受更大的损坏。

另外，由于电池在连接到用于手术的外科工具之前可能会闲置一段时间，因此电池可能会逐渐失去电荷。因此，以充满电状态开始的电池在被放置在存储位置中时可能逐渐失去电荷，并且当期望使用该电池时可能没有所需的电荷水平。使用手术工具和相关电池的医疗保健专业人员需要确信，工具中使用的电池具有足够的电量，并且具有足够的健康水平，可用于手术程序或其他潜在的危险环境。

技术实现要素：

在一个实施方式中，公开了一种用于给电池充电的系统。该系统包括一个或多个电池，每个电池都有电池控制器。该系统还包括容器，该容器包括多个接收部和多个突起部，该多个接收部被成形为接收电池之一，并且该多个突起部与对应的接收部对准。该系统还包括充电装置，该充电装置包括多个充电座，其中每个充电座被成形为接收容器的突起部，并且包括第一天线和第二天线。第一天线被配置成响应于电池在所述充电座的附近，与设置在所述容器的接收部内的电池的电池控制器建立通信。第二天线被配置成向设置在接收部中的电池提供充电电能。充电装置还包括充电控制器，该充电控制器被配置成检测第一天线是否已经响应于电池位于充电座的附近与电池建立通信，并响应于检测到第一天线已经与电池建立通信，经由第二天线向电池提供充电电能。

在另一实施方式中，公开了一种用于给一个或多个电池充电的系统的操作方法。该系统包括一个或多个电池，每个电池包括电池控制器和容器，该容器包括被成形为接收电池的多个接收部以及与对应的接收部对准的多个突起部。该系统还包括充电装置，该充电装置包括充电控制器和被成形为接收突起部的一个或多个充电座。每个充电座包括第一天线和第二天线。该方法包括：将电池放置在容器的多个接收部之一中；将容器放置在充电装置上，使得对应于该接收部的突起部与所述多个充电座之一相邻，且电池被放置在充电座的附近。该方法还包括：响应于电池在充电座的附近，通过第一天线与设置在容器的接收部内的电池的电池控制器通信；以及通过充电控制器检测到第一天线已经与电池建立通信。该方法还包括响应于检测到第一天线已经与电池建立通信，通过第二天线向设置在接收部中的电池提供充电电能。

在另一个实施方式中，公开了一种用于给电池充电的系统。该系统包括电池，该电池包括电池控制器和耦合至电池控制器的无源通信装置。该系统还包括用于包装电池的无菌屏障物和包括充电座和充电控制器的充电装置。充电座包括第一天线，该第一天线被配置成给电池的无源通信装置通电，且经由通电的无源通信装置与电池控制器建立通信。充电座还包括第二天线，该第二天线被配置成向电池提供充电电能。充电控制器被配置成在第二天线停用时，控制第一天线以给电池的无源通信装置通电，且经由通电的无源通信装置与电池控制器建立通信。充电控制器还被配置成在第一天线与电池控制器建立通信之后启动第二天线，且经由第二天线向电池提供充电电能。

在另一个实施方式中，公开了一种用于为电池充电的系统的操作方法。该系统包括电池，该电池包括电池控制器和耦合至该电池控制器的通信装置。该系统还包括用于包装电池的无菌屏障物以及具有充电控制器和充电座的充电装置。充电座包括第一天线和第二天线。该方法包括利用无菌屏障物包装电池，并将无菌屏障物置于充电装置上。该方法还包括利用第一天线给电池的通信装置通电，并通过第一天线经由通电的通信装置与电池控制器建立通信。该方法还包括在第一天线与电池控制器建立通信之后，利用充电控制器启动第二天线，并利用第二天线向电池提供充电电能。

在另一个实施方式中，公开了一种用于给电池充电的系统。该系统包括一个或多个电池，每个电池都包含电池控制器。该系统还包括一个或多个无菌屏障物，所述一个或多个无菌屏障物用于包装所述一个或多个电池，使得所述一个或多个电池之一被包装在所述一个或多个无菌屏障物之一中。该系统还包括具有一个或多个充电座的充电装置，该充电座包括第一天线和第二天线。第一天线被配置成响应于电池在充电座的附近，与被包装在无菌屏障物中的电池的电池控制器建立通信。第二天线被配置成向被包装在无菌屏障物中的电池提供充电电能。充电装置还包括充电控制器，该充电控制器被配置成检测第一天线是否已经响应于电池在充电座的附近与电池建立通信，并且响应于检测到第一天线已经与电池建立通信，经由第二天线向电池提供充电电能。

在另一个实施方式中，公开了一种用于给电池充电的系统。该系统包括具有无源通信装置的电池和耦合至无源通信装置的电池控制器，该电池控制器被配置成将电池置于低电能状态下。该系统还包括容器，该容器包括被成形为接收电池的接收部和与该接收部对准的突起部。该系统还包括充电装置和充电控制器，该充电装置具有被成形为接收突起部的充电座。充电座包括一根天线，该天线被配置成给电池的无源通信装置通电，经由通电的无源通信装置与电池控制器建立通信，并向电池提供充电电能。充电控制器被配置成控制天线以给电池的无源通信装置通电，并经由通电的无源通信装置与电池控制器建立通信，使得电池控制器响应于建立通信引起电池退出低电能状态。充电控制器还被配置成响应于电池控制器引起电池退出低电能模式而经由建立通信来接收认证数据以认证电池，并且响应于认证电池而经由天线向电池提供充电电能。

在另一个实施方式中，公开了一种用于给电池充电的系统。该系统包括第一容器和第二容器。第一和第二容器包括多个接收部和多个突起部，每个接收部被成形为接收电池，并且每个突起部与对应的接收部对准，其中，第一容器中的接收部的数量和对应的突起部的数量大于第二容器中的接收部的数量和对应的突起部的数量。该系统还包括充电装置，该充电装置包括多个充电座，其中每个充电座被成形为接收第一或第二容器的突起部，所述多个充电座以多行和多列的方式排列，列数对应于第一容器中的接收部的数量，且行数对应于第二容器中的接收部的数量。每个充电座包括天线，该天线构造成向设置在接收部中的电池提供充电电能。充电装置还包括充电控制器，该充电控制器被配置成经由天线向设置在接收部中的电池提供充电电能。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本申请的优点将变得容易理解，因为通过以下详细描述将更好地理解本申请。参考以下附图描述本申请的非限制性和非穷举性实施方式，其中，除非另外指明，否则贯穿各个视图的相同的附图标记指代相同的部分。

图1是电池和充电器的实施方式的透视图；

图2是附接至电能消耗装置的电池的平面图；

图3是电池的分解图；

图4a是包括电池和无线充电模块的系统的实施方式的框图；

图4b是包括电池和无线充电模块的另一实施方式的系统的实施方式的框图；

图5是电池控制器内部的各种子电路的框图；

图6是可以存储在电池控制器的存储器中的示例性数据结构的框图；

图7a是包括充电模块的一个实施方式和电池容器的系统的实施方式的透视图；

图7b是包括充电模块的第二实施方式和多个电池容器的系统的实施方式的透视图；

图7c是包括充电模块的第二实施方式和多个电池容器的系统的实施方式的透视图；

图7d是包括充电模块的第三实施方式和可灭菌包裹物的系统的实施方式的透视图；

图8是电池容器的透视图；

图9是电池容器的内部的透视图；以及

图10-12是向电池提供电荷的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员显然理解无需采用特定细节来实践本发明。在其他情况下，没有详细描述众所周知的材料或方法，以避免使本发明晦涩难懂。

在整个说明书中，对“一个实施方式”、“一实施方式”、“一个示例”或“一示例”的引用指结合该示例的实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”、“在一实施方式中”、“一个示例”或“一示例”不一定都指的是同一实施方式或示例。此外，在一个或多个实施方式或示例中，可以以任何合适的组合和/或子组合来组合特定特征、结构或特性。另外，应当理解，随此提供的附图是出于对本领域普通技术人员的解释目的，并且附图不一定按比例绘制。

本申请尤其描述了一种可高压灭菌的电池，所述电池能够由具有至少一个充电座的无线充电模块充电。电池可以被灭菌并且被放置在电池容器中，电池容器能够被灭菌并且保持容纳在其中的容积的无菌状态。换句话说，电池容器提供了屏障物，使得电池容器内的内容物保持无菌状态，直到电池容器被打开。然后可以将电池容器运输到充电模块，并且可以在将电池保持在无菌容积中时给电池充电。在电池保持在无菌容积中时，电池也可以与充电模块通信。在电池正在被运输到充电模块时，电池及其内部部件可以处于低电能状态。

当电池被放置在充电座的附近时，与充电座相关联的通信天线产生用于与电池通信装置通信的电磁场。电能天线也与充电座相关联，并且在启用通信天线时可能会被禁用。在一个实施方式中，电池通信装置包括具有集成天线的近场通信(nfc)标签。在其他实施方式中，可以使用其他标签，例如rfid标签或耦合至天线的其他合适的电路。天线被电磁场通电，且电池通信装置退出低电能状态，以与充电模块配对。在一个实施方式中，当标签天线被通电或当电池与充电模块配对时，电池的所有其他部件，例如电池控制器、充电电路等，可以退出低电能状态。

在电池和充电模块配对之后，充电模块从标签接收电池状态数据，例如电池充电状态数据和电池健康状态数据。充电模块可在诸如模块的显示区域内的一个或多个指示器上指示电池状态数据。充电模块还可以从标签接收电池操作数据。

当充电模块已经接收到电池状态数据和/或电池操作数据时，充电模块可以通过将相关联的请求传送到电池来确定电池是否准备好充电。如果电池通过指示已准备好充电的消息来响应请求，则充电模块将开始充电过程。

充电模块可以通过禁用与电池相关联的充电座的通信天线并启用与电池相关联的充电座的电能天线来开始充电过程。电能天线产生电磁场，该电磁场感应耦合到电池内的相应天线。然后，从充电器电能天线向电池天线提供充电电能，以对电池电芯充电。在预设时间过去之后，充电控制器可以禁用电能天线、重新启用通信天线、并通过使用通信天线和电池通信装置将充电装置与电池配对来再次开始该过程。以这种方式，充电控制器可以周期性地从电池接收更新的数据，以确定是否应将附加电能无线地提供给电池。

考虑到前述概述，参照图1-6描述电池的附加细节。参考图2描述可以与电池一起使用的医疗器械。参照图4和图7描述可以用于向电池提供电荷的充电模块。参照图6描述用于存储与电池和充电循环有关的数据的数据结构。参考图8和图9描述用于在保持无菌容积时运输电池的电池容器。参照图10-12描述用于给电池充电的方法。

图1示出根据一实施方式的电池30和充电模块40。电池内部是一个或多个能够存储电荷的可充电电芯(如图3所示)。在示例性配置中，充电模块40具有至少一个接收座42，该接收座42被成形为可释放地保持电池。充电模块40的内部是电源，如虚线矩形框44所示。充电模块40的内部还有充电控制器，如虚线矩形框46所示。当电池30耦合至充电模块40时，电源44向电池电芯32施加充电电流。充电控制器46通过电源44调节电池的充电。充电控制器46还能够从电池30内部的存储器中检索数据并将数据写入电池30内部的存储器中。可以设想到各种其他的充电器配置。

图2示出耦合至电池30的耗电医疗器械50。如图2所示，该医疗器械是用于执行手术程序的电动手术工具50(有时称为手术手持装置)。在其他实施方式中，医疗器械50可以是系链式手术头戴装置，或者可以是由电池30供电的任何其他仪器，并且其适合于由医疗专业人员使用，例如但不限于，灯、照相机、扬声器、麦克风、传感器等等。为了清楚和一致的目的，一般是引用电动手术工具对医疗装置50进行后续描述，将在所有附图中且在下文中更详细地描述该电动手术工具。因此，除非另外指出，否则本文描述的外科工具的各种部件和特征的描述也适用于其他类型的医疗装置。

在所示的实施方式中，工具50具有手枪形的壳体52。工具壳体52的后端被成形为可释放地接收电池30。电动手术工具50包括发电部件，该发电部件将从电池电芯32汲取的电能转换成用于执行医学或手术程序的另一种能量形式。在所示的实施方式中，发电部件或单元是由虚线矩形54表示的电动机。许多电动手术工具具有由环56表示的联接组件。联接组件56将能量施加器可释放地附接到发电部件。能量施加器是实际上将发电单元输出的能量施加到正在执行医疗程序的目标部位的装置。如果发电单元54是电动机，则能量施加器可以是所谓的切割附件。为了简单起见，即使其他工具可以具有消耗电流以起作用的其他发电装置，该工具发电部件在下文中也被称为电动机54。

工具50还包括至少一个手动可致动的控制构件。所描绘的工具50具有两个触发器58。从业者按下触发器58以调节工具的致动。工具内部还包括控制模块60。控制模块60包括监测触发器58的致动的部件。响应于触发器58的致动，控制模块内部的其他部件将电池电芯32选择性地连接至工具电动机54。控制模块60内部的这些其他部件之一是工具处理器62。

如图3所见，示例性电池30包括外壳70，外壳70包括安置在其中的一个或多个可充电电芯32。在一个实施方式中，电芯32被串联连接在一起以形成电芯组。电芯组被安置在设置在外壳70的底部中的泡沫垫34上。盖72被密封地布置在外壳70的敞开的顶端上方。如果电池30旨在用于医疗/手术用途，则盖72可以附接到外壳70，因此外壳70和盖72共同形成可高压灭菌的壳体。盖72可以形成有电池头部76。电池头部76的大小设置成可装配在充电器接收座42中和/或抵靠工具壳体52的后端。电池头部76设有电能触头78和80和(可选地)数据触头82。电能触头78和80是导电构件，手术工具50通过该导电构件汲取通电电流。触头78是电池30的阴极，触头80是电池30的阳极。在其中包括一个或多个数据触头82的实施方式中，数据和指令信号通过数据触头82被写入电池30中和从电池30读出。因此，电池30可以使用数据触头82来与工具处理器62交换数据和指令。使用合适的有线通信协议来交换这些信号。在其他实施方式中，可以省略数据触头82，并且可以将数据和指令无线地写入电池30中和从电池30读出。在一些实施方式中，可以从盖72和电池30省略电池头部76、电能触头78和80和数据触头82。

闩锁85可枢转地安装到电池盖72。闩锁85将电池30保持在工具壳体52的后端。销86将闩锁85保持到盖72。弹簧84远离盖72的相邻表面地偏压闩锁85的一部分。

电路板36安装到电芯组，以便布置在电芯32和盖72之间。电路板36保持将电芯32选择性地连接到阳极触头80和阴极触头78的下述部件。在一个实施方式中，电路板36包括或耦合至电池控制器38，该电池控制器38控制电池的操作，如本文中更充分描述的。

在示例性实施方式中，电芯32是锂离子电芯。例如，电芯32可以包括任何合适的镍或锂化学电芯，包括但不限于锂离子陶瓷电芯、磷酸锂铁、氮氧化磷铁锂电芯、锂离子镍镁钴或硫化磷锡锂电芯。在替代实施方式中，电芯32可以是铅酸或任何其他合适类型的电芯。对于磷酸锂铁，每个电芯在正确充电时具有3.3vdc的标称电芯电压。在许多但不是全部的实施方式中，电芯串联连接在一起。在所示的实施方式中，电池30包括三个串联的电芯32。因此，该版本的电池30被配置成输出大约9.9vdc的电势。可替代地，在一些实施方式中，至少一些电池电芯32可以并联连接在一起。

电池30的物理结构也可以与所描述和示出的不同。例如，接触件78和80中的一个或多个可以与盖72相反地直接安装到壳体52。类似地，保持电池30内部的电气部件的电路板36可以安装到壳体52或盖72而不是安装到电芯组。

图4a是包括充电模块402和电池30的系统400的框图。参照图4a，充电模块402是无线充电模块，其向电池30提供无线充电信号以对电池30进行无线充电。图4b是作为系统400的另一实施方式的系统400'的框图。系统400'包括作为充电模块402的实施方式的充电模块402'和电池30。在如图4b所示的实施方式中，充电模块402'也是无线充电模块，其向电池30提供无线充电信号以对电池30进行无线充电。

如图4a所示，充电模块402包括电源404、充电控制器408、存储器410以及一个或多个指示器装置414。充电模块402还包括充电座416，该充电座416包括充电器电能天线406和充电器通信天线412。在一个实施方式中，充电模块402可以是诸如充电模块40(如图1所示)的充电装置。在其他实施方式中，充电模块402可以是无线垫、托盘、检查站或可以放置电池30以对电池30进行无线充电的其他充电表面。可替代地，充电模块402可以被嵌入在工具50或另一合适的装置中。

如图4b所示，充电模块402'包括电源404、充电控制器408、存储器410和一个或多个指示器装置414。然而，充电模块402'还包括作为充电座416的一实施方式的充电座416'。充电座416'包括一个天线413，该天线413被配置成执行电能天线406和充电器通信天线412的任务。这样，天线413可以配置成执行电能天线406和充电器通信天线412的如在本文中被描述执行的任何任务。在一些实施方式中，充电模块402'可以是无线充电联盟(qi)充电器。

电源404将线电流转换成可用于给充电模块402的其他部件通电的信号。在图4a中，电源404还产生施加到充电器电能天线406的信号，以启用天线406向电池30提供无线充电电能。在图4b中，电源404类似地产生向天线413施加的信号，以启用天线413向电池30提供无线充电电能。

图4a的充电器电能天线406从电源404接收信号且将该信号转换为无线传送到电池30的无线充电信号。无线充电信号是可由电池30的天线422接收的射频(rf)信号。因此，充电器电能天线406用作将充电信号传送至电池30的传送部件。类似地，图4b的天线413可以被配置成从电源404接收信号，将信号转换为无线传送至电池30的无线充电信号，并将充电信号传送至电池30。

在一个实施方式中，充电控制器408可以操作诸如晶体管、开关或其他装置之类的开关装置(未示出)，以选择性地启用和禁用电能天线406。因此，在其中通信天线412被启动的实施方式中，充电控制器408可以控制开关装置，例如通过防止电流进入电能天线406以停用电能天线406。类似地，充电控制器408可以选择性地启用和禁用天线413的下述能力：接收来自电源404的信号、将信号转换为无线传送至电池30的无线充电信号、和/或将充电信号传送至电池30。

充电控制器408可以包括处理器，该处理器调节电源404以向充电器电能天线406提供具有合适的电流、电压和频率的信号。充电控制器408控制例如响应于电池30请求额外的充电(在本文中称为充电请求)向电池30提供充电信号。当充电控制器408从电池30接收到充电请求时，充电控制器408可以确定电池30是否具有足够的健康水平以进行充电。在一个实施方式中，充电控制器408将从电池30接收的电池的健康状态数据与预设阈值进行比较。如果电池的健康状态数据达到或超过预设阈值，则充电控制器408批准充电请求并命令电源404通过充电器电能天线406或天线413将充电信号提供给电池30。

存储器410是耦合至充电控制器408的计算机可读存储装置或单元。在一个实施方式中，存储器410是非易失性随机存取存储器(novram)，例如闪存。存储器410包括充电序列和充电参数数据，其在由充电控制器408执行时调节电池30的无线充电。在一个实施方式中，存储器410还存储指示电池30的健康状态和/或充电状态的数据。例如，在一个实施方式中，电池30将代表电池30的健康状态和/或充电状态的数据传送到充电器通信天线412。充电器通信天线412将健康状态和充电状态的数据传送到充电控制器408，充电控制器408继而将数据存储在存储器410中。在存储器410是闪存的实施方式中，例如闪存504(在本文中进一步描述)，充电器通信天线412可以在电池30断电和/或未与电池控制器38通信时接收代表电池30的健康状态和/或充电状态的数据。

充电器通信天线412可以被配置成与电池通信装置424双向通信。在一个实施方式中，充电器通信天线412从存储器410接收电池的健康状态和/或充电状态的数据，并将该数据提供给充电器。另外，充电器通信天线412可以从电池30接收充电请求，并且可以将充电请求传送到充电控制器408。类似地，图4的天线413可以被配置成与电池通信装置424双向通信、从存储器410接收电池的健康状态和/或充电状态的数据、将数据提供给充电控制器408、从电池30接收充电请求、并向充电控制器408传送充电请求。

在一个实施方式中，充电控制器408可以操作诸如晶体管、开关或其他装置的开关装置(未示出)，以选择性地启用和禁用通信天线412。因此，在启动电能天线406的实施方式中，充电控制器408可以控制开关装置，例如通过防止电流进入通信天线412以停用通信天线412。类似地，充电控制器408可以选择性地启用和禁用天线413的下述能力：与电池通信装置424进行双向通信，从存储器410接收电池健康状态和/或充电状态的数据，将数据提供给充电控制器408，从电池30接收充电请求，并将充电请求传送给充电控制器408。

指示器装置414指示充电模块402和/或电池30的状态。指示器装置414可以包括显示器、扬声器和光源中的至少之一，光源例如发光二极管(led)。显示器可以是lcd、led或其他类型的显示器。在一些实施方式中，可以使用多个指示器来指示充电模块402、402'和/或电池30的状态。如图4所示，指示器装置414是一个或多个led。在一个实施方式中，充电控制器408可以基于从电池30接收的健康状态和/或充电状态的数据来启动一个或多个指示器装置414。例如，如果电池的健康状态的数据达到或超过预设阈值，充电控制器408可以使led发出绿色的光(或其他合适的颜色)。如果电池的健康状态数据小于预设阈值，则充电控制器408可以使led发出红色(或另一种合适的颜色)。指示器装置414因此可以向用户指示电池30的总体健康状态。指示器装置414可以附加地或可替代地用于指示电池30的充电状态。例如，指示器装置414可以包括一个或多个led或其他光源，它们在电池30未充满电时发出第一色光，以及在电池30充满电时可以发出第二色光。还可以设想到，电池30可以包括向用户指示电池状态的一个或多个指示器装置414，并且因此，电池30本身可以包括光源、显示器或扬声器。

在一个实施方式中，充电模块402可以包括多个充电座416，每个充电座416包括单独的电能天线406和通信天线412。类似地，充电模块402'可以包括多个充电座416'，每个充电座416'包括天线413。因此，每个充电座416和416'的形状和大小可设置成接收单独的电池30，如本文中更充分描述的。例如，充电模块402、402'可以分别包括具有相似形状的两个充电座416、416'，或者可以分别包括具有不同形状的两个或更多个充电座416、416'，以容纳具有不同形状和/或大小的电池。因此，每个充电座416可以经由通信天线412与放置在充电座416内或附近的相应电池30通信，并且可以经由电能天线406向电池30提供充电电能。类似地，每个充电座416'可以经由天线413与放置在充电座416'内或附近的相应电池30进行通信，并且可以经由天线413向电池30提供充电电能。每个充电座416和416'可以配置成在充电器表面内的凹入容积。仍可替代地，充电器模块402、402′可分别包括多个充电座416、416′，每个充电座具有相同的形状和大小。

在一实施方式中，每个充电座416的每个电能天线406仅可在电池30被放置在充电座416内或附近时提供充电电能。因此，当电池30未被放置在充电座416内或附近时(例如，如果充电控制器408没有检测到电池30相对于充电座416的接近)，充电控制器408可以停用或以其他方式禁用该充电座416的电能天线406以保存电能。

如图4a和4b所示，电池30包括多个部件，所示多个部件包括电池控制器38、天线422、一个或多个电芯32、电池通信装置424、门426和充电电路428。电池30还可以包括用于与充电模块402通信的标签430，诸如nfc或rfid标签。本文所述的电池部件可以被包括在诸如电路板36(图3所示)的电路板之内。在一个实施方式中，标签430是通过电磁场感应供电的无源标签，电磁场例如是由充电模块402的通信天线412产生的场。

电池控制器38可以是或可以包括任何合适的控制器、微控制器或微处理器。电池控制器38包括在图5中描述的多个不同的子电路。在一个实施方式中，电池控制器38控制何时将电池30置于低电能状态以及何时电池30退出低电能状态，如本文所述。

天线422被配置成接收来自充电模块402的无线充电信号。具体地，天线422被配置成从充电模块402的电能天线406接收充电信号且被配置成将信号转换成被传送至充电电路428以用于对电芯32充电的电流。

电芯32用于在电池30内存储电荷。在一个实施方式中，电芯32可以是高温电芯，其被配置成在灭菌期间(例如，在高压灭菌器处理中)保持功能性而不被损坏或减少损坏。电芯32可包括绝热物以使在灭菌或高压灭菌循环期间引起的损坏最小化。绝热物可以包括例如聚酰亚胺的气凝胶、二氧化硅或碳气凝胶。电池内部的电芯32的数量和类型当然可以与所描述的不同。

电池通信装置424可以是允许电池控制器38连接到工具50、充电模块402和/或计算装置的收发器，计算装置例如是平板电脑或服务器。在一个实施方式中，电池通信装置424可以包括标签430。可替代地，电池通信装置424和标签430是单独的装置。电池通信装置424可以是射频(rf)或红外(ir)收发器。在一些实施方式中，电池通信装置424可以是蓝牙收发器。当电池30连接到工具50或充电模块402时，电池通信装置424与工具50内(或另一合适的医疗器械内)或充电模块402内的互补收发器交换信号。在电池通信装置424是无线收发器的一实施方式中，电池通信装置424可以使用任何无线协议和/或技术来无线传送和接收数据，无线协议和/或技术包括但不限于zigbee、蓝牙、wi-fi等。可替代地，电池通信装置424可以是使用合适的有线协议向工具50和/或计算装置传送数据以及从工具50和/或计算装置传送数据的有线收发器。用户可以使用电池通信装置424从电池30、充电模块402和/或工具50发送和/或接收数据。

电池通信装置424可以将认证数据传送到医疗器械通信模块(未示出)和/或可以从医疗器械通信模块接收认证数据以认证工具50和/或电池30。以类似的方式，电池通信装置424可以将认证数据传送到充电模块402，以使充电模块402能够认证电池30。因此，电池30、充电模块402和/或工具50可以确保仅授权和/或兼容的部件与彼此一起被使用。

门426包括将电芯32选择性耦合至触头78和80的一个或多个电路部件。在一个实施方式中，门426包括一个或多个晶体管，例如场效应晶体管，它们可以由电池控制器38启动以将电芯32电耦合到触头78和80，以使电芯32选择性地连通于阴极触头78和阳极触头80。

充电电路428包括便于向电芯32充电或向电芯32提供电荷或电流的一个或多个电路部件。在一个实施方式中，当电池30从充电模块或装置402、402'接收充电信号时，天线422将充电信号转换为提供给充电电路428的电流。因此，充电电路428通过天线422从充电模块或装置402、402'接收充电信号。

充电电路428可以接收电流，并且可以调节电流和/或电压以符合电芯32的期望电流或电压。当电芯32已经被充电到最大或预设的充电状态时，电池控制器38可以控制充电电路428以防止附加电流被提供给电芯32。

在一个实施方式中，电池通信装置424可以包括标签430，该标签430具有用于与充电模块402通信的集成天线(未示出)。可替代地，标签430可以耦合至电池通信装置424或者可以是具有集成天线的单独部件。在一些实施方式中，电池数据，诸如电池30的健康状态、充电状态、和/或电池操作数据，可以存储在标签430中，并且可以经由nfc、rfid或任何其他合适的通信协议传送至充电模块402。

电池30的各个部件位于壳体432内。壳体432可以包括覆盖物434，该覆盖物434可以焊接到壳体432以形成整体结构，从而形成无缝结合。此外，密封件436可以位于壳体432和覆盖物434之间，以在覆盖物434和壳体432之间形成气密屏障物。密封件436可以由可高压灭菌并且可选地可压缩的材料形成。例如，密封件436可以包括epdm橡胶或硅橡胶。

触头78和80可以安装到覆盖物434。当触头78和80如图4a和图4b所示从覆盖物434延伸时，可以认识到触头78和80被部分或完全容置在覆盖物434和/或壳体432内，使得来自工具50的相应触头插入覆盖物434和/或壳体432中，以连接到触头78和触头80。触头78有时称为阴极触头。触头80有时被称为阳极触头。触头78和80(以及覆盖物434)被成形为且物理地适于使电池30能够可移除地耦合至工具50。更具体地，触头78和80物理地适于插入工具50的相应部分，以建立与工具50的物理和电学连接。因此，当将阴极触头78和阳极触头80被插入工具50中，并且启动触头78和80以经过阳极触头80和阴极触头78施加电压时，电池30给工具50提供电能。

电池30的壳体432可以包括适合于高压灭菌循环的材料。包括电池部件、壳体432和覆盖物434的电池组件被配置成通过蒸汽灭菌、过氧化氢灭菌或其他合适的灭菌技术与工具50一起或与工具50分离地灭菌。“无菌”是指一旦完成该过程，壳体432或覆盖物434就具有至少10^-6的灭菌保证水平(sal)。这意味着有百万分之一或更少的机会在灭菌物品上存在单一活微生物。无菌的定义是ansi/aamist35-1966中命为“safehandlingandbiologicaldecontaminationofmedicaldevicesinhealthcarefacilitiesandnonclinicalsettings”的标准列出的定义。对于可替代的应用，如果完成该过程时壳体432或覆盖物434的sal至少为10^-4，则“灭菌”过程充分。

同样，尽管许多版本的电池30包括可高压灭菌的壳体432或覆盖物434，但并非总是如此。此功能通常不是非医学/外科用途电池设计的一部分。同样，该电池30的特征可以结合到通常被称为无菌壳体中的非无菌电池中。无菌壳体中的非无菌电池包括电芯组和电路板，电气部件，例如电芯调节器(电压调节器)、晶体管(例如fets)、电阻器、电容器以及微处理器或电池控制器通过电路板被监测。此电芯组不可高压灭菌。取而代之的是，电芯组可以可移除地安装在可高压灭菌的壳体中。一旦电芯被装入壳体中，就将壳体密封。因此，电芯和其他组形成部件被封装在灭菌的封装件中。与电芯组和壳体集成在一起的触头提供接触路径，通过该路径可以从电池中获取电流。可以从标题为“asepticbatterywitharemovalcellcluster,thecellclusterconfiguredforcharginginasocketthatreceivesasterilizablebattery”的美国专利no.7,705,559b2和标题为“asepticbatteryassemblywithremovable,rechargeablebatterypack,thebatterypackadaptedtobeusedwithaconventionalcharger”的pct公开no.wo2007/090025a1中获得对无菌壳体中的非无菌电池组件的结构的进一步理解,其全部公开内容通过引用合并于此。

一些电池还设有补充部件。这些部件可能包括内部传感器、数据收集电路、存储器或控制处理器。这些部件可以监测电池被暴露的环境、存储有关电池使用的数据、和/或存储有关电池所附接的医疗器械的数据。补充部件可以包括或类似于在标题为“batterychargerespeciallyusefulwithsterilizablerechargeablebatterypacks”的美国专利no.6,018,227a、和标题为“systemandmethodforrechargingabatteryexposedtoaharshenvironment”的美国专利公开no.2007/0090788a1/pct公开no.wo2007/050439a2中描述的补充部件，其全部公开内容通过引用合并于此。当电池设有这些补充部件中的一个或多个时，电池壳体可以包括补充触头(例如，数据触头82)。该补充触头可以是从补充部件接收信号和/或将信号传送到补充部件的触头。

图5是示出电池控制器38的各种子电路或部件的框图。尽管在图5中将以下子电路或部件说明为被包括在电池控制器38中，但是应该认识到，一个或多个子电路或部件可以被包括在电池30的任何合适的装置、模块或部分中。

在示例性实施方式中，中央处理单元(cpu)502控制电池控制器38的操作以及连接到电池控制器的部件。非易失性闪存504存储由cpu502执行的指令。如本文中更充分描述的，闪存504还存储用于调节电池30的充电的指令、描述电池30的使用历史的数据、以及描述电池30所附接的工具50的使用历史的数据。

随机存取存储器506用作由电池控制器38读取和生成的数据的临时缓冲区。cpu时钟508提供用于调节cpu502的操作的时钟信号。为了简单起见，cpu时钟508被示为单块。应当理解，cpu时钟508包括芯片上振荡器以及将来自振荡器的输出信号转换为cpu时钟信号的子电路。实时时钟510以固定的间隔产生时钟信号。

在一个实施方式中，模拟比较器512和模数转换器(adc)514用于处理一个或多个传感器或电池30的其他部件的输出信号，其他部件例如是温度传感器(未显示)。在图5中，示出上述子电路由单个总线516互连。应当理解，这是为了简化。实际上，专用线可以将某些子电路连接在一起。同样，应当理解，电池控制器38可以具有其他子电路。这些子电路与本发明没有特别的关系，因此不再详细描述。

图6是除了由电池控制器38执行的指令之外，还可以存储在闪存504(图5所示)中的数据结构600的框图。数据结构600可以存储数据，例如电池可操作性数据，作为一个或多个记录或文件中的一个或多个字段602。作为一个示例，标识数据604可以存储在文件中，并且可以用于标识电池30。标识数据604可以包括例如序列号、批号、制造商标识、和/或授权码。授权代码或其他标识信息可以由与电池30连接的工具50或充电模块402读取，以对电池30进行身份验证(例如，分别确定电池30是否可以为工具50供电或通过充电模块402充电)。闪速存储器504还可包括指示电池30的使用寿命606的字段(有时称为“使用寿命数据”)。使用寿命数据606可以包括以下数据类型中的一种或多种：电池过期数据，电池30已经经历的充电循环次数、以及电池30已经经受的高压灭菌程序或循环的次数。其他字段可以指示由电池30产生的信号的标称开路电压608、电池30可以产生的电流610、以及可用能量612的量(例如，以焦耳表示)。

电池30的充电指令614可以存储在字段602中。该数据可以包括在美国专利no.6,018,227a和no.6,184,655b1中公开的电池的存储器中描述的数据类型，其全部公开内容通过引用合并于此。

闪存504还包含描述电池30的充电历史616和高压灭菌器历史618的数据。例如，作为电池30的充电历史616的一部分，可以存储数据以指示电池30的充电次数、以及指示每个充电循环开始和/或结束时间的时间戳。

作为电池30的高压灭菌历史618的一部分，闪存504可以存储指示电池30被高压灭菌的总次数的数据、和/或电池30受到处于或高于被认为是高压灭菌温度的阈值的温度下的累积时间的数据。在一个非限制性实施方式中，阈值温度为约130摄氏度。在一个更具体的实施方式中，阈值温度为大约134摄氏度。然而，应当认识到，阈值温度可以是任何合适的温度。高压灭菌历史618字段602还可以包括指示电池30已经暴露于潜在的过量高压灭菌循环的次数和/或累积时间的数据。高压灭菌历史618还可以包括峰值高压灭菌温度数据，所述峰值高压灭菌温度数据指示：电池30已经暴露于的最高高压灭菌温度，电池30在其每个高压灭菌循环中处于高压灭菌器中的时间量，以及电池30经受高压灭菌的一段单次最长时间。

测得的充电后电压字段620包含指示每次充电之后电池30的测得的有载电压的数据。在一些实施方式中，字段620仅包含对于最后1至10个充电循环的这些测量值。在另一个字段622中，存储的数据指示在电池的先前充电循环期间测得的最高电池温度。同样，字段622可以仅包含指示在电池的最后1至10个充电循环期间测得的最高温度的数据。

闪存504还包含装置使用情况字段624。如下所述，装置使用情况字段624存储从工具50或使用电池30供电的其他医疗器械获得的数据。例如，在一个实施方式中，装置使用情况字段624可以存储指示下述内容的数据：电池30已经连接到工具50的次数，工具50的触发器拉动次数，在工具50的操作(即，工具50的运行时间)期间电池30供电的总时间量，工具50经历的电能循环的次数，工具50被暴露于的最高温度，工具50的电流消耗，工具50的速度直方图，电池30已经与之交互的装置的序列号或其他标识符的列表，和/或工具50的任何其他合适的数据。然而，应当理解，装置使用情况字段624不包括患者数据。装置使用情况字段624中存储的数据可以由医疗器械50的通信模块传送并由电池通信装置424接收。

图7a是系统700的透视图，该系统700包括充电模块402和电池容器702。图7b和7c是系统700的其他实施方式的透视图，其包括充电模块402的实例，其中，充电模块402包括附加的充电座416和多个电池容器702。图7d是作为系统700的一实施方式的系统700'的透视图，其包括充电模块402'(在图4b中示出)和可灭菌包装物703。如本文中更充分描述的，每个电池容器702可接收一个或多个电池，且每个充电模块402和402'可接收一个或多个电池容器702。下面参考图8和图9更详细地描述电池容器702。

在一个实施方式中，充电模块402可包括多个充电座416。例如，在图7a中，充电模块402包括四个充电座416，并且在图7b和7c中，充电模块402包括八个充电座416。充电模块402可以可替代地具有六个不同的充电座。此外，可以以任何合适的方式布置充电座416。例如，在图7a中，四个充电座416布置在单排r中。在图7b和7c中，八个充电座416布置在两排r中，使得每排r包括四个充电座416或三个充电座。在图7b和7c中，八个充电座416也可以描述为布置成四列c，使得每列c包括两个充电座416。可替代地，充电模块402可以仅包括单个充电座416以接收电池30和/或电池容器702的一部分。如参照图4a描述的，每个充电座416包括耦合至充电控制器408的电能天线406和通信天线412。每个充电座416的形状和大小被设置为接收电池容器702的至少一部分。

在各个实施方式中，充电模块402可以以任何合适的方式成形以对电池30充电。例如，参照图7d，充电模块402'的充电座416'被示出为基本平坦的表面，诸如基本平坦的无线充电联盟(qi)充电器，可以将包裹在可灭菌包装物中的电池30放置在所述表面上。在一些实施方式中，充电座416和416′可包括摩擦表面以防止电池30滑动。

系统700可以包括一个电池容器702或多个电池容器702。如图7a所示，系统700包括一个电池容器702，其可以被放置在充电模块402的充电座416的单排r上，如图所示。在图7b中，系统700包括两个电池容器702a和702b，它们可以被放置在充电模块402的充电座416的两排r上，如图所示。在图7c中，系统700包括四个电池容器702c，702d，702e和702f，如图所示，它们可以放置在充电座416的四列c上。系统700的一些实施方式，例如图7的系统700′，可以包括可灭菌包装物703。在这样的实施方式中，电池30可被放置在可灭菌包装物703内。被可灭菌包装物703包裹的电池30可在被放置到充电座416或充电座416'上时被充电，如图7d所示。

当电池容器702靠近充电模块402定位以使电池容器702的相关接收部内的每个电池30靠近充电座416定位时，电池30可以通过电池容器702经由充电座416的通信天线412与充电控制器408通信，并且可以经由充电座416的电能天线406接收充电电能。在特定实施方式中，每个电池容器702可以放置在充电模块402上，使得与电池容器702的每个接收部对准的突起部被放置在充电模块402的相应充电座416上。

此外，第一容器(例如，图7b中的容器702a或702b)中的接收部的数量和对应的突起部的数量大于图7c中的第二容器(容器702c，702d，702e或702f)中的接收部的数量和对应的突起部的数量。返回参考图7b和图7c所示的充电模块402，充电模块402的充电座416的列c的数量对应于第一容器中的接收部和突起部的数量，并且排r的数量对应于第二容器中的接收部和突起部的数量。具体地，在图7b中示出为容器702a或702b的第一容器包括四个接收部和对应的突起部。在图7c中示出为容器702c，702d，702e或702f的第二容器包括两个接收部和对应的突起部。因此，充电模块402包括四列c和两排r的充电座416。在其他实施方式中，充电模块402的列c和排r的数量以及第一和第二容器中的接收部和突起部的数量可以变化。例如，尽管在图7b和图7c的实施方式中，列c的数量大于排r的数量，在其他实施方式中，列c的数量可以等于或小于排r的数量。

充电模块402可以包括显示区域706，该显示区域706包括多个指示器，这些指示器提供与由充电模块402充电的电池30的状态有关的信息。在一个实施方式中，充电显示器708与充电模块402的每个充电座416相关联。每个充电显示器708包括表示由充电座416充电的电池30的充电状态的指示器710(以下称为充电状态指示器710)，以及表示由充电座416充电的电池30的健康状态的指示器712(以下称为健康状态指示器712)。在一个实施方式中，可以以与标题为“systemandmethodfordetermininganamountofdegradationofamedicaldevicebattery”的美国临时专利申请no.62/523,494中描述的方式相似的方式来确定每个电池30的健康状态，其全部公开内容通过引用合并于此。可以使用以上参考图4a和图4b描述的一个或多个指示器装置414来实现每个指示器。因此，每个指示器可以包括照亮指示器的全部或一部分以向用户显示健康状态和/或充电状态的led或其他光源。可替代地，每个指示器可以包括使用户能够查看表示每个电池30的健康状态和/或充电状态的数据的任何其他合适的装置或显示器。另外地或可替代地，可以在每个电池30上或内部提供一个或多个指示器。

如本文中更充分描述的，表示每个电池30的健康状态和充电状态的数据可以由电池30通过充电座416的通信天线412传送到充电模块402，电池30被放置在充电座416中或接近充电座416。数据从通信天线412传送到充电控制器408。充电控制器408控制显示区域706，以使充电状态指示器710和健康状态指示器712反映从电池30接收的充电状态数据和健康状态数据。

在一些实施方式中，显示区域706还包括温度指示器714，该温度指示器714显示表示充电模块402所处的环境的环境温度的数据。充电控制器408可以从指示感测到的环境温度的温度传感器(图7a中未示出)接收一个或多个信号。充电控制器408可以控制温度指示器714以数字显示或任何其他合适的显示的形式显示感测到的温度。

在另一实施方式中，显示区域706可以包括用户可以选择或按下的刷新图标716。充电控制器408可响应于用户选择或按下刷新图标716而接收信号，并且充电控制器408可响应于此而启动显示区域706的刷新。显示区域706的刷新可以包括对每个电池30的充电状态、每个电池30的健康状态、以及放置充电模块402的环境的环境温度的重新确定和重新显示。

在一个实施方式中，充电模块402和/或电池容器702可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器测量每个电池30和/或无菌容积902(图9中所示)的无菌性。传感器可以将表示测得的无菌性的信号传送到充电控制器408，并且充电控制器408可以使显示区域706内的相关联的指示器显示测得的无菌性。

附加地或替代地，充电控制器408可以使显示区域706内的指示器显示每个电池30和/或无菌容积902的无菌状态。例如，当电池30被放置在电池容器702内且电池容器702被灭菌时，则电池容器702内的温度传感器可能会检测到电池容器702暴露于指示高压灭菌器处理(例如，高于130摄氏度的温度)或其他灭菌处理的温度下，并且可以导致存储在存储器(未示出)中的数据的引脚或一部分反映出无菌容积902和设置在无菌容积902中的电池30处于无菌状态。另一传感器可以检测电池容器702何时打开(例如，当顶部被移除时)，并且可以使得存储在存储器中的数据的所述引脚或一部分反映出无菌容积902和设置在其中的电池30可能不再处于无菌状态。充电控制器408可以接收表示电池容器702的无菌状态的信号，并且可以导致显示区域706内的指示器反映无菌状态。

图8是电池容器702的底部的透视图。图9是电池容器702的内部的透视图。如图8和9所示，电池容器702的形状基本为矩形。然而，应当认识到，电池容器702可以是使容器能够如本文所述地操作的任何合适的形状。

在一个实施方式中，电池容器702可选地包括壳体802，所述壳体802具有两个相反的侧部804、两个相反的端部806、底部808和顶部809。在一个实施方式中，壳体802是可密封的，以提供和维持在电池容器702内部的无菌容积902(在图9中示出)。在一个实施方式中，壳体802的顶部809(或另一合适的部分)是可移除的，以使一个或多个电池30可移除地放置在设置在电池容器702中的一个或多个对应的接收部810(在图8中以虚线示出)的内部。在这样的实施方式中，电池容器702包括与对应的接收部810对准的突起部813。由电池容器的外表面限定且典型地与接收部竖直对准的突起部通过将电池插入接收部内而变得与电池对准。因此，通过将电池容器的突起部定位在充电器的充电座内，电池的一个或多个天线与充电器的一个或多个天线在功能上对准。

另外，在一些实施方式中，壳体802的至少一部分是至少部分透明、半透明和/或不透明的，以使用户能够查看接收部810内的电池30的存在和/或电池30状态。例如，如图1所示，电池30可以包括电池状态指示器75，例如led，其指示电池30的充电状态和/或健康状态。在这样的实施方式中，壳体802可以包括透明部分811，使得当电池30被放置在接收部810内时，能够通过透明部分811看到电池状态指示器75。在另一个这样的实施方式中，壳体802可以是至少部分透明的，使得当电池30被放置在接收部810内时，能够通过壳体802看到电池状态指示器75。

在一个实施方式中，每个侧部804包括使灭菌气体能够进入壳体802内部的多个排气口812。过滤器(未示出)可以面向壳体802的内部地联接至排气口812的表面，以防止或最小化否则可能进入壳体802内部的污染物的量。例如，在整个电池容器702已经被灭菌之后，过滤器可以与壳体802配合以维持无菌容积902的无菌性。因此，即使电池容器702被移动到非无菌位置，只要壳体802没有打开，无菌容积902就可以保持在无菌状态。

参照图9并且如上所述，每个接收部810的大小和形状设计成可移除地接收电池30。尽管图9示出了具有三个接收部810(以及三个未示出的突起部813)的电池容器702，但是应当认识到，可以在电池容器702中设置任何合适数量的接收部810和对应的突起部813，以使得能够将电池容器702与充电模块402一起使用。例如，在一个实施方式中，每个电池容器702可以仅包括单个接收部810和用于接收单个电池30的突起部813。每个突起部813的大小和形状使得每个突起部813可以被放置在充电模块402的相应充电座416上。另外，每个接收部810和突起部813被成形为与相应的充电座416对准，以使放置在接收部810中的电池30能够保持对准于充电座416的电能天线406和通信天线412。

在一个实施方式中，可移除托盘904可以设置在电池容器702内。在这样的实施方式中，电池30可以放置在托盘904内，并且托盘904可以放置在电池容器702中或从电池容器702中移除。托盘904可以包括一个或多个手柄906，这些手柄使托盘904可以被容易地抓住，并提到电池容器702中且从电池容器702提出。

在操作期间，电池30可以根据本文所述的实施方式主要以两种方式被灭菌并且移动到期望的使用位置(例如，手术室)。首先，电池30可以在高压灭菌过程(或另一合适的过程)中被灭菌并且可以被放置在电池容器702中。电池容器702可以可替代地被灭菌以确保无菌空间902是适当无菌的。因此，电池30被放置在电池容器702的无菌容积902内的相应接收部810中，使得电池30维持无菌状态。电池容器702的顶部809(或其他可移除部分)被放置在容器702上，使得容器702被微生物密封。然后可以在保持电池30的无菌状态和无菌容积902时，将电池容器702携带或以其他方式运输到期望的使用位置。

可替代地，电池30可以被放置在可灭菌包装物703(有时称为“蓝色包装物”)中，如图7d所示。可以将可灭菌包装物703与电池30一起灭菌，使得保持电池30的无菌性，直到去除可灭菌包装物703之后。灭菌的电池30可被保持在可灭菌包裹物703内，并在灭菌过程之后被放置在充电模块402的相应充电座416上。当电池30准备好在手术室或其他使用位置中使用时，可以将电池30从可灭菌包裹物703中取出。在电池30包括电池状态指示器75的实施方式中，可灭菌包装物703可包括透明部分705，如图7d所示，使得当电池30被放置在可灭菌包装物703内时，能够通过透明部分705看到电池状态指示器75。在其他实施方式中，可灭菌包装物703可以是至少部分透明的，使得当将电池30放置在可灭菌包裹物703内时，能够通过可灭菌包裹物703看到电池状态指示器75。

以第二种方式，可以在灭菌之前将电池30放置在电池容器702的对应接收部810内。然后在电池30保留在容器702内时在高压灭菌器处理(或其他合适的灭菌处理)中对电池容器702进行灭菌。因此，在该实施方式中，可以将电池30和电池容器702一起灭菌，并且可以形成无菌容积902或保持无菌状态。然后可以在保持电池30的无菌状态和无菌容积902时，将电池容器702携带或以其他方式运输到期望的使用位置。

相应地，如本文所述，电池30可以设置在微生物密封的无菌空间902内，并且可以放置在充电模块402附近。充电模块402可以向电池30提供充电电能，同时电池30被对于微生物密封地保持在无菌范围内。另外，在电池30被密封在无菌容积902内时，充电模块402可与电池30通信，以获得电池操作数据、电池状态数据和/或本文所述的任何其他合适的数据。在又一替代方案中，可以在灭菌之前将电池30放置在容器702中，当容器702和电池30处于非无菌状态时，容器702可以放置在充电模块402附近，并且在充电之后，可以对容器702和电池30进行灭菌，以使已充电的电池30以无菌和已充电状态存储，直到打开容器702。

图10-12是向可以与本文所述的电池30和充电模块402一起使用的电池提供电荷(或“充电”)的示例性方法1000的流程图。在一个实施方式中，方法1000通过执行存储在充电模块402和/或电池30的一个或多个存储装置内的计算机可读指令来执行。例如，充电控制器408和/或电池控制器38可以执行存储在存储器410和/或闪存504内的指令，以执行本文所述的方法1000的功能。

参照图10，在一个实施方式中，充电模块402启用或启动1002通信天线412以检测位于充电模块402附近的一个或多个电池30。在特定实施方式中，通信天线412被启动而电能天线406被停用。一旦通信天线412被启动，充电模块402进入发现模式。在发现模式期间，当将电池30放置在充电座416附近时，充电模块402检测到电池30的接近度。例如，当将包括电池30的电池容器702放置在充电模块402上以使得电池30定位在充电座416内或附近时，由通信天线412产生的无线通信场使电池通信装置424内的标签430通电1004。电池30最初可以处于低电能状态，在低电能状态下，电池30的一个或多个部件(例如，电池控制器38)被至少部分地停用。附加地或替代地，例如，电池控制器38可基于电磁场的存在来检测何时电池30放置在充电模块402附近。

响应于标签430被通电，标签430内的场检测引脚或装置可以被设置1006。在另一个实施方式中，当电池30与如本文更充分描述的那样与之接近定位的充电座416配对时，可以启用场检测引脚。场检测引脚1006的设置使电池30退出1008低电能状态(或“唤醒”)，并进入操作或满电能状态，在该状态下，电池30的部件被启动。在一个实施方式中，电池30在低电能状态和满电能状态期间从电池电芯32汲取电能，直到由充电模块402提供充电电能(例如，直到电能天线406建立电磁场以向电池30提供充电电能)。

如本文所使用的，低电能状态可以指这样的电能状态，在所述电能状态下，电池30的至少一些部分被禁用并且电池30消耗比电池的所有部分都被启用的满电能状态更少的电能。在一个实施方式中，在电池30处于低电能状态时，电池控制器38可汲取约20毫安(ma)或更低的电流。可替代地，低电能状态可以被表征为这样的电能状态，在所述电能状态下，电池30的至少一些部件被禁用，并且电池控制器38的一部分被禁用，使得电池控制器38汲取的电流小于当电池30处于满电能状态时电池控制器38汲取的电流的5％。

在一个实施方式中，当标签430被通信天线412产生的电磁场通电时，标签430内的天线或电池通信装置424将配对消息传送到通信天线412，以使电池通信装置424与通信天线412配对1010(因此电池30配对于充电座416和充电模块402)。在特定实施方式中，标签430是nfc标签，其使电池通信装置424能够响应于由通信天线412给标签430通电而使用nfc协议与通信天线412配对。可替代地，电池30可以使用蓝牙和/或其他合适的协议与充电模块402和/或充电座416配对。在电池30和充电模块402的配对期间，可以从电池30接收认证数据，以使充电模块402能够认证电池30。在一个实施方式中，电池认证数据可以被存储在标签430内，并且可以被充电控制器408经由通信天线412读取，以使充电模块402能够认证电池30。以这种方式，充电模块402可以确保仅向批准的电池30提供来自充电模块402的充电电能。

在一个实施方式中，电池30可以分阶段退出1008低电能状态。在第一阶段，标签430的通电1004可以使电池通信装置424退出低电能状态，以使电池通信装置424能够与充电座416配对。在第二阶段，响应于电池通信装置424与充电座416的配对，电池30的剩余部分(包括电池控制器38)可以退出1008低电能状态。可替代地，标签430的通电1004可以使电池30的所有部分基本上同时退出低电能状态，或者可以由电池30执行退出低电能状态的任何其他合适的顺序。

在一个实施方式中，电池控制器38可以在电池30已经退出1008低电能状态之后等待预设时间量(例如150毫秒或另一合适的时间)，然后移动到方法1000的下一步骤。在预设时间量过去之后，电池控制器38可以重新配置场检测引脚，以将电池30置于“导通”模式1012中。在导通模式1012中，存储在标签430中的数据通过通信天线412传送到充电模块402，并且数据也可以从充电模块402传送到标签430。应该认识到，即使电池控制器38不活动、处于低电能状态、损坏或以其他方式不能与充电模块402和/或标签430通信，充电模块402仍可以读取存储在标签430内的数据。

一旦标签430被配对并且导通模式1012被设置，充电模块402就开始从电池30接收1014与电池状态有关的数据(以下称为“电池状态数据”)。充电模块402经由通信天线412向电池通信装置424传送一个或多个消息，以从电池控制器38请求电池状态数据。电池控制器38从电池通信装置424接收消息，并作为响应提供1016电池状态数据。在一个实施方式中，电池控制器38将电池状态数据临时存储在标签430中，以准备传送到充电模块402。充电模块402然后可以直接从标签430读取电池状态数据，并且可以将电池状态数据存储在充电模块402的存储器410中。

电池状态数据可包括电池30的充电状态、健康状态和/或任何其他合适的数据。充电状态可包括表示电池30的容量的数据、电池30的当前充电水平的数据、或达到电池30的满电状态所需的电量的数据。

在特定实施方式中，电池控制器38可将电池状态数据以传送至充电模块402的预设数据块存储在标签430中。当每个数据块均被传送至充电模块402时，充电控制器408经由通信天线412向电池控制器38传送确认消息或信号，以确认数据块的成功接收。在特定实施方式中，每个数据块是64个字节。可替代地，每个数据块可以包括任何合适数量的字节。

在充电模块402已经接收到电池状态数据之后，充电模块402可以更新1018显示以反映接收到的数据。例如，充电控制器408可以向显示区域706传送命令或信号，以根据接收到的数据使充电状态指示器710反映电池30的当前充电状态并且使健康状态指示器712反映电池的当前健康状态。

参照图11，在已经接收到电池状态数据并且已经更新显示区域706之后，充电模块402可以从电池30请求1020电池操作数据。在一个实施方式中，电池操作数据可以包括存储在数据结构600内的数据，如上面参考图6描述的。另外地或可替代地，可以由充电模块402请求和接收任何其他合适的数据。充电控制器408可以向通信天线412传送信号或请求以接收电池操作数据。通信天线412可以向电池通信装置424传送1022信号或请求，电池通信装置424继而向电池控制器38传送信号或请求。响应于接收到该信号或请求，电池控制器38可以将电池操作数据存储在电池通信装置424的标签430中，以准备传送到充电模块402。

在特定实施方式中，电池控制器38可以将电池操作数据以传送至充电模块402的预设数据块存储在标签430中。以与上述类似的方式，当每个数据块传送1026至充电模块402时，充电控制器408经由通信天线412向电池控制器38传送确认消息或信号，以确认数据块的成功接收。在特定实施方式中，每个数据块是64个字节。可替代地，每个数据块可以包括任何合适数量的字节。充电模块402可以连续地请求电池操作数据的附加块，直到电池控制器38传送指示电池操作数据的完成传送的消息。可替代地，充电模块402可以连续地请求电池操作数据的附加块，直到充电模块402已经接收到预设量的电池操作数据。在一个实施方式中，预设量的电池操作数据包括3kb的数据。在另一个实施方式中，电池操作数据的预设量包括数据结构600的大小(即，能够存储在数据结构600内的数据量)。

在电池操作数据的传送完成之后，充电模块402可以向电池控制器38传送1028消息，请求电池控制器38响应它准备好开始从充电模块402接收充电电能。这个请求可以称为“准备充电请求”。当电池控制器38接收到准备充电请求时，电池控制器38可以确定一个或多个电池参数是否在可接受的范围内。例如，电池控制器38可以确定从电芯32输出的电压是否在可接受的范围内。如果电池控制器38确定电池参数在可接受的范围内，则电池控制器38可以将指示电池30准备好接收充电电能的消息传送1030回到充电模块402。该消息可以被称为“准备充电确认”。准备充电确认消息还可以用作向充电控制器408通知电池30(及其部件)已经退出低电能状态并且处于满电能状态。电池控制器38还可以禁用或停用电池通信装置424，以准备接收充电电能。例如，电池控制器38可以从充电控制器408接收即充电模块402正在切换到电能输送状态或者以其他方式正准备向电池30提供充电电能的信号或消息。当充电模块402接收到准备充电确认时，充电模块402开始向电池30提供充电电能，如参照图2所述。然而，如果电池控制器38不传送准备充电确认，或者由于一个或多个电池参数超出可接受范围而传送错误消息，则充电模块402可以阻止向电池30的电能输送，且方法1000可以结束。

在一个实施方式中，错误消息可以由电池控制器38响应于自我诊断程序或由电池控制器38执行的其他测试而生成。例如，电池控制器38可以接收表示电池30的一个或多个参数的传感器信号，可以将传感器信号与预设的阈值或使用标准进行比较，以确定电池30是否正确操作或处于可接受的健康状态。错误消息可以由电池控制器38经由电池通信装置424传送，并且可以由充电模块402经由通信天线412接收。错误消息可以反映在充电模块402的健康指示器712的状态中。例如，健康指示器712的状态可以指示电池30有错误或者以其他方式处于不可接受的充电状态并且应该被更换。健康状态指示器712可以通过显示文本、图形和/或具有预设颜色以指示更换建议的灯来显示应当更换电池30的指示。

参照图12，充电模块402通过禁用或停用1032通信天线412(例如，通过去除通向通信天线412的电能)以及启用或启动1034电能天线406(例如，通过提供通向电能天线406的电能)来开始向电池30提供充电电能的过程。充电控制器408继而尝试将电能天线406感应耦合1036到电池天线422，以将充电电能传送到电池30。在一个实施方式中，充电控制器408执行无线充电联盟(qi)无线充电协议以将电能天线406感应耦合1036到电池天线422，以向电池30提供充电电能。可替代地，充电控制器408可以执行任何其他合适的协议，以经由电源天线406和电池天线422向电池30提供无线充电电能。

在电能天线406和电池天线422被电感耦合之后，经由相应的天线从充电模块402向电池30无线地提供1038充电电能。在一个实施方式中，充电控制器408在提供充电电能预设时间量的循环中操作充电过程。在一个实施方式中，预设时间量是2分钟。可替代地，预设时间量是30秒或任何其他合适的时间量。在充电过程循环期间，充电控制器408周期性地向电池30传送1040请求，以接收电池充电状态的数据。电池控制器38接收该请求并将包含当前电池30充电状态的响应消息传送到充电控制器408。然后，充电控制器408可以例如通过更新充电状态指示器710来更新1042显示区域706，以反映当前电池30充电状态。如果充电控制器408确定电池30尚未达到完全充电状态，则充电控制器408可以继续充电过程循环，直到经过预设时间量。在已经提供充电电能1038预设时间量之后，充电控制器408禁用或停用1044电能天线406，并返回到方法1000的开始(即步骤1002)。以这种方式，充电控制器408使方法1000循环执行，直到电池30达到完全充电状态。可替代地，充电控制器408可以连续地向电池30提供充电电能1038，直到电池30被完全充电，而无需周期性地返回方法1000的顶部。

如果在执行充电循环期间，充电控制器408确定电池30已达到完全充电状态，则充电控制器408可以更新显示区域706以反映完成电池30充电(例如，通过使充电状态指示器710被例如绿色或蓝色的特定颜色照明)。然后，充电控制器408停止向电池30提供充电电能，并且禁用或停用1044电能天线406。然后，可以将电池30从充电座416和/或电池容器702移除，并且可以根据需要使用。

在充电过程中，除了充电模块402在充电模块显示区域706上显示充电状态和健康状态之外，电池30还可以在视觉上指示充电状态和/或健康状态。例如，控制器38可以耦合到一个或多个led，诸如电池状态指示器75(图1所示)。电池控制器38可以在电池30未充满电时使电池状态指示器75发出第一色光(例如蓝色)，并且在电池充满电时使电池状态指示器75发出第二色光(例如绿色)。如果电池的健康状态指示错误或不可接受的健康或退化水平，则电池控制器38可以使电池状态指示器75发出第三色光(例如红色)。在壳体802至少部分透明的实施方式中，当电池30被微生物密封在容器702内时，来自电池状态指示器75的发射光对于用户而言可以是可见的。

虽然方法1000在本文中已描述为单次启动仅电能天线406或通信天线412的情况下进行操作，但应认识到，电能天线406和通信天线412可以同时启动，从而将电能同时施加到每根天线。在这样的实施方式中，充电控制器408可以独立彼此使用任一根天线，使得一次仅通过一根天线传送数据。可替代地，充电控制器408可以同时操作电能天线406和通信天线412，使得充电控制器408同时使用两根天线传送和/或接收数据和/或电能。

尽管可以在一些附图中而不在其他附图中示出本申请的各个实施方式的特定特征，但这仅是为了方便。根据本申请的原理，可以结合任何其他附图或实施方式的任何特征来参考和/或要求保护附图或其他实施方式的任何特征。

该书面描述使用示例来描述本申请的实施方式，并且还使本领域技术人员能够实践实施方式，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本申请的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则它们意图落在权利要求的范围内。