BR102016027523A2 - elementos biomédicos de energização com eletrólitos poliméricos e estruturas de cavidade - Google Patents

Abstract

a presente invenção descreve projetos, estratégias e métodos para formar os elementos de energização que compreendem eletrólitos poliméricos. em alguns exemplos, os elementos de energização biocompatível podem ser usados em dispositivo biomédico. em ainda outros exemplos, os elementos de energização biocompatível podem ser usados em uma lente de contato.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTOS BIOMÉDICOS DE ENERGIZAÇÃO COM ELETRÓLITOS POLIMÉRICOS E ESTRUTURAS DE CAVIDADE".

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido de patente é uma continuação em parte do Pedido de Patente US n- 14/827.589, depositado em 17 de agosto de 2015, que reivindica o benefício do Pedido Provisório de Patente US n-62/040178, depositado em 21 de agosto de 2014.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da invenção [0002] Projetos e métodos para melhorar o desempenho e aspectos de biocompatibilidade de baterias são descritos. Em alguns exemplos, os eletrólitos são fornecidos em uma forma de polímero, e é usada uma estrutura laminada com cavidades. 2. Descrição da técnica relacionada [0003] Recentemente, o número de dispositivos médicos e sua funcionalidade começaram a se desenvolver rapidamente. Esses dispositivos médicos podem incluir, por exemplo, marca-passos implantá-veis, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, lentes de contato, bombas de infusão e neuroestimuladores. Funcionalidade adicionada e um aumento no desempenho para muitos dos dispositivos médicos supracitados foram desenvolvidos e teorizados. Entretanto, para alcançar a funcionalidade adicionada teorizada, muitos desses dispositivos agora exigem meios de energização próprios que são compatíveis com as exigências de tamanho e formato destes dispositivos, assim como as exigências de energia dos novos componentes energizados.

[0004] Alguns dispositivos médicos podem incluir componentes elétricos, como dispositivos semicondutores que realizam uma variedade de funções, e podem ser incorporados em muitos dispositivos bi- ocompatíveis e/ou implantáveis. Entretanto, tais componentes semicondutores exigem energia e, portanto, elementos de energização também deveríam ser, de preferência, incluídos em tais dispositivos biocompatíveis. A topologia e o tamanho relativamente pequeno dos dispositivos biocompatíveis podem criar ambientes desafiadores para a definição de várias funcionalidades. Em muitos exemplos, é importante fornecer meios seguros, confiáveis, compactos e de baixo custo para energizar os componentes semicondutores no interior dos dispositivos biocompatíveis. Portanto, existe uma necessidade de elementos de energização biocompatíveis formados para implantação dentro ou sob os dispositivos biocompatíveis, onde a estrutura dos elementos de energização com tamanho milimétrico ou menor fornece uma função melhorada para o elemento de energização enquanto mantém a biocompatibilidade.

[0005] Um tal elemento de energização usado para energizar um dispositivo pode ser uma batería. Ao se utilizar uma batería para fins de aplicações biomédicas, é importante que a estrutura e o projeto da batería forneçam inerentemente resistência às incursões e excursões de materiais. Um projeto de batería de eletrólito polimérico pode fornecer tal resistência. Assim, existe uma necessidade por exemplos inovadores de baterias de eletrólito polimérico que sejam biocompatíveis para uso como elementos de energização biocompatíveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] Consequentemente, são apresentados projetos de batería polimérica e estratégias relacionadas, e projetos para uso em elementos de energização biocompatíveis.

[0007] Um aspecto geral inclui um dispositivo biomédico que inclui um componente eletroativo e uma batería. A batería pode incluir um eletrólito polimérico, onde o eletrólito polimérico inclui uma espécie iô-nica. A batería inclui também um cátodo de dióxido de manganês. A batería inclui também uma primeira camada laminada incluindo uma primeira cavidade, onde a primeira cavidade contém uma quantidade do eletrólito polimérico. A batería inclui também uma segunda camada laminada que inclui uma segunda cavidade onde a segunda cavidade contém uma quantidade de cátodo de dióxido de manganês. O dispositivo biomédico inclui também uma primeira camada de encapsula-ção, onde a primeira camada de encapsulação encapsula ao menos o componente eletroativo e a batería.

[0008] As implementações podem incluir uma ou mais das seguintes características. O dispositivo biomédico onde a batería inclui adicionalmente: um coletor da corrente de ânodo; um coletor de corrente de cátodo; e um ânodo; sendo que o ânodo inclui zinco, e o ânodo e o coletor da corrente de ânodo são uma única camada. O dispositivo biomédico pode incluir também um eletrólito polimérico, sendo que o eletrólito inclui poli(fluoreto de vinilideno). Em alguns exemplos, o eletrólito polimérico inclui íon de zinco. Em alguns exemplos, a batería pode incluir dióxido de manganês e em alguns exemplos, o cátodo de dióxido de manganês inclui dióxido de manganês eletrolítico moído. A batería pode ser formada de uma pasta aquosa de cátodo feita em dióxido de manganês com aglutinantes poliméricos e agentes de enchimento como poli(fluoreto de vinilideno) e negro de fumo (“carbon black”). A batería pode ter um ânodo formado do zinco, onde o zinco pode estar em uma forma de folha em alguns exemplos.

[0009] A batería pode incluir uma vedação nos filmes de encapsulação que envolvem mais de 90 por cento das partes da batería não utilizadas para a produção de contatos externos. Quando formadas com essas camadas, uma estrutura laminada pode ser formada com encapsulação hermeticamente vedada de modo que a espessura da batería seja menor que 1 mm. Em alguns exemplos, a batería é menor que 500 mícrons de espessura. A batería, em alguns exemplos adicio- nais, pode ter uma espessura menor que 250 mícrons.

[0010] As baterias podem ser formadas em lâminas e baterias individuais podem ser cortadas ou singularizadas das lâminas. Em alguns exemplos, o formato das baterias cortadas pode ser curvilíneo.

[0011] Um aspecto geral inclui um método para formar uma batería que envolve obter um filme coletor de cátodo, sendo que o filme de contato do cátodo inclui titânio. O método inclui também revestir o filme coletor de cátodo com um revestimento de carbono. O método inclui também obter uma primeira camada laminada, sendo que a primeira camada laminada inclui um primeiro corpo e ao menos uma primeira camada de liberação e um adesivo sensível à pressão sob as superfícies do corpo. O método inclui também cortar um furo na primeira camada laminada. O método inclui também aderir o filme coletor de cátodo com o revestimento de carbono à primeira camada laminada, sendo que o furo na primeira camada laminada e o filme coletor de cátodo com revestimento de carbono criam uma primeira cavidade. O método inclui também depositar uma pasta aquosa de dióxido de manganês na primeira cavidade e sob o revestimento de carbono. O método inclui também secar o depósito de dióxido de manganês. O método inclui também obter uma segunda camada laminada, sendo que a segunda camada laminada inclui um segundo corpo e ao menos uma segunda camada de liberação e um adesivo sensível à pressão sob as superfícies do segundo corpo. O método inclui também cortar um furo na segunda camada laminada. O método inclui também aderir uma folha de zinco à segunda camada laminada, sendo que o furo na segunda camada laminada e a folha de zinco criam uma segunda cavidade. O método inclui também depositar um eletrólito polimérico incluindo constituintes iônicos na segunda cavidade. O método inclui também secar o eletrólito polimérico. O método inclui também laminar a primeira camada laminada à segunda camada laminada, sendo que a primeira cavidade e a segunda cavidade alinham-se ao menos em uma parte respectiva, e o eletrólito polimérico e o depósito de dióxido de manganês são laminados juntos. O método inclui também cortar o material das camadas laminadas em uma região periférica à primeira cavidade e à segunda cavidade. O método inclui também encapsular a folha de zinco, do polímero, do depósito de dióxido de manganês, do coletor de cátodo, da primeira camada laminada e da segunda camada laminada em um filme de encapsulação biocompatível. O método inclui também singularizar um elemento de batería.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] O supracitado, bem como outros recursos e vantagens da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica, apresentada a seguir, das modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos em anexo.

[0013] As Figuras 1A-1D ilustram aspectos exemplares de elementos de energização biocompatíveis em conjunto com a aplicação exemplar das lentes de contato.

[0014] A Figura 2 ilustra uma célula de batería exemplificadora com um eletrólito polimérico.

[0015] A Figura 3A ilustra um primeiro elemento de energização biocompatível embalado independente com conexões exemplares de ânodo e cátodo.

[0016] A Figura 3B ilustra um segundo elemento de energização biocompatível embalado independente com conexões exemplares de ânodo e cátodo.

[0017] As Figuras 4A a 4F ilustram etapas de método exemplifica-doras para a formação de elementos de energização biocompatíveis para dispositivos biomédicos.

[0018] As Figuras 5A a 5D ilustram características de bateria exemplificadoras para amostras feitas com um eletrólito polimérico de acordo com a presente invenção.

[0019] As Figuras 6A a 6C ilustram uma modalidade alternativa de uma célula de batería exemplificadora com um eletrólito polimérico que compreende uma camada de cavidade.

[0020] As Figuras 7A a 7J ilustram etapas de método exemplifica-doras para a formação de elementos de energização biocompatíveis para dispositivos biomédicos com camadas laminadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0021] Métodos para formar e usar baterias biocompatíveis com química de batería primária polimérica são apresentados no presente pedido. O eletrólito polimérico é um componente chave que cria uma batería com capacidade melhorada para conter a química da batería dentro da encapsulação e para abaixar as forças nos componentes internos da batería contidos dentro da embalagem ou encapsulação. Nas seções a seguir, as descrições detalhadas de vários exemplos são descritas. As descrições de exemplos são modalidades exemplifi-cadoras apenas, e várias modificações e alterações podem ser evidentes aos versados na técnica. Portanto, as modalidades exemplificado-ras não limitam o escopo do presente pedido. As formulações de âno-do, e as estruturas nas quais elas são formadas, podem ser projetadas para uso em baterias biocompatíveis. Em alguns exemplos, estas baterias biocompatíveis podem ser projetadas para uso em, ou próximo ao corpo de um organismo vivo.

[0022] Uma importante necessidade do desempenho de baterias biocompatíveis se refere à sensibilidade dessas baterias a seu ambiente e, em particular, à umidade em seu ambiente. Baterias que têm formulações de eletrólito aquoso podem ser substancialmente sensíveis nessas formas. Em alguns casos, se as estratégias de encapsulação não impedem o movimento de água, a água pode mover para fora da batería em seu ambiente circundante e isso pode resultar na seca- gem por eletrólito com impacto significante nos parâmetros de desempenho da batería como resistência interna. Em alguns outros casos, a água pode se difundir nas baterias se as estratégias de encapsulação possibilitarem que a água passe por elas, mesmo em pequenas quantidades. O resultado da difusão da água nessas baterias pode resultar na diluição do eletrólito com um impacto no desempenho da batería e na expansão do corpo da batería, o que pode resultar na ruptura da encapsulação da batería com impactos potencialmente significativos. Métodos para formular eletrólitos poliméricos da batería podem resultar em baterias que são relativamente insensíveis ao ingresso ou egresso de materiais, como umidade. Tais melhorias podem otimizar o desempenho e/ou diminuir os requisitos dos processos de vedação e encapsulação.

[0023] Uma batería com um eletrólito polimérico, que resulta em baterias que são relativamente insensíveis ao seu ambiente, pode ter os diversos benefícios acima e mais do que a necessidade básica para tal batería insensível. Por exemplo, tal eletrólito polimérico pode ter uma biocompatibilidade significativamente melhorada, uma vez que o eletrólito não pode vazar tão facilmente. Da mesma forma, o eletrólito resultante e, em alguns exemplos, o separador que é formado podem ser mais resistentes às etapas de processamento a jusante que podem ser necessárias no processamento de um dispositivo biomédico, por exemplo, alta temperatura e baixo vácuo necessários durante a moldagem. Podem haver inúmeras maneiras de formar eletrólitos com base em polímero com essas propriedades.

Glossário [0024] Na descrição e nas reivindicações abaixo, vários termos podem ser usados, cujas as seguintes definições se aplicarão: [0025] "Ânodo", para uso na presente invenção, refere-se a um eletrodo através do qual flui corrente elétrica para o interior de um dis- positivo elétrico polarizado. A direção da corrente elétrica é tipicamente oposta à direção do fluxo de elétrons. Em outras palavras, os elétrons fluem do ânodo para, por exemplo, um circuito elétrico.

[0026] "Ligante", para uso na presente invenção, refere-se a um polímero que é capaz de exibir respostas elásticas a deformações mecânicas e que é quimicamente compatível com outros componentes do elemento de energização. Por exemplo, os ligantes podem incluir materiais eletroativos, eletrólitos, polímeros, etc.

[0027] "Biocompatível", para uso na presente invenção, refere-se a um material ou dispositivo que funciona com uma resposta apropriada do hospedeiro em uma aplicação específica. Por exemplo, um dispositivo biocompatível não tem efeitos tóxicos ou lesivos em sistemas biológicos.

[0028] "Cátodo", para uso na presente invenção, refere-se a um eletrodo através do qual a corrente elétrica flui para fora de um dispositivo elétrico polarizado. A direção da corrente elétrica é tipicamente oposta à direção do fluxo de elétrons. Portanto, os elétrons fluem para o interior do cátodo do dispositivo elétrico polarizado e para fora, por exemplo, do circuito elétrico conectado.

[0029] "Revestimento", para uso na presente invenção, refere-se a um depósito de material em formas finas. Em alguns usos, o termo re-ferir-se-á a um depósito delgado que cobre substancialmente a superfície de um substrato sobre o qual está formado. Em outros usos mais especializados, o termo pode ser usado para descrever pequenos depósitos delgados em regiões menores da superfície.

[0030] "Eletrodo", para uso na presente invenção, pode se referir a uma massa ativa na fonte de energia. Por exemplo, pode incluir um ou ambos dentre ânodo e cátodo.

[0031] "Energizado", para uso na presente invenção, refere-se ao estado de se ter a capacidade de fornecer corrente elétrica ou ter energia elétrica armazenada em seu interior.

[0032] "Energia", para uso na presente invenção, refere-se à capacidade de um sistema físico para realizar trabalho. Muitos usos dos elementos de energização podem se referir à capacidade de executar ações elétricas.

[0033] "Fonte de energia" ou "elemento de energização" ou "dispositivo de energização", para uso na presente invenção, refere-se a qualquer dispositivo ou camada que tenha a capacidade de fornecer energia ou colocar um dispositivo lógico ou elétrico em um estado energizado. Os elementos de energização podem incluir baterias. As baterias podem ser formadas a partir de química da célula de tipo alcalina, e podem ser baterias de estado sólido ou baterias de célula molhada.

[0034] "Agentes de enchimento", para uso na presente invenção, referem-se a um ou mais separadores de elementos de energização que não reagem com qualquer um dentre eletrólitos ácidos ou alcalinos. Geralmente, agentes de enchimento podem incluir substancialmente materiais insolúveis em água, como negro de fumo; pó de carvão; grafite; óxidos metálicos e hidróxidos como silício, alumínio, cálcio, magnésio, bário, titânio, ferro, zinco e estanho; metal carbonatos como aqueles de cálcio e magnésio; minerais como mica, montmoro-lonita, caulinita, atapulgita e talco; zeólitas sintéticas e naturais como cimento Portland; silicatos de metal precipitado, como silicato de cálcio; polímeros ocos ou sólidos ou microesferas de vidro, flocos e fibras; etc.

[0035] "Funcionalizado", para uso na presente invenção, refere-se a tornar uma camada ou dispositivo capaz de executar uma função que inclui, por exemplo, energização, ativação e/ou controle.

[0036] "Molde", para uso na presente invenção, refere-se a um objeto rígido ou semirrígido que pode ser usado para formar objetos tri- dimensionais a partir de formulações não curadas. Alguns moldes exemplificadores incluem duas peças de molde que, quando opostas uma à outra, definem a estrutura de um objeto tridimensional.

[0037] "Potência", conforme usado no presente documento, refere-se ao trabalho realizado ou à energia transferida por unidade de tempo.

[0038] "Recarregável" ou "Reenergizável", como usado na presente invenção, refere-se a uma capacidade de restauração para um estado com maior capacidade de realização de trabalho. Muitos usos podem se referir à capacidade de ser restaurado e ter a habilidade de fluir corrente elétrica a uma certa taxa por certos períodos de tempo restabelecidos.

[0039] "Reenergizar" ou "recarregar", para uso na presente invenção, refere-se à restauração a um estado com capacidade superior de realizar trabalho. Diversos usos podem se relacionar à restauração de um dispositivo à capacidade de fluir corrente elétrica a uma certa taxa por um determinado período de tempo restabelecido.

[0040] "Liberado", para uso na presente invenção e algumas vezes chamado de "liberado de um molde", significa que um objeto tridimensional é ou completamente separado do molde, ou apenas fixado de maneira frouxa ao molde, de modo que possa ser removido com agitação moderada.

[0041] "Empilhado", para uso na presente invenção, significa colocar pelo menos duas camadas de componente em proximidade uma à outra de modo que pelo menos uma porção de uma superfície de uma das camadas entre em contato com uma primeira superfície de uma segunda camada. Em alguns exemplos, um revestimento, que pode servir para a adesão ou outras funções, pode residir entre as duas camadas que estão em contato uma com a outra através do dito revestimento.

[0042] "Trilhos ", para uso na presente invenção, refere-se a componentes de elemento de energização capazes de conectar os componentes de circuito. Por exemplo, trilhos de circuito podem incluir cobre ou ouro quando o substrato é uma placa de circuito impresso, e podem ser cobre, ouro ou um filme impresso em um circuito flexível. Um tipo especial de "trilho" é o coletor de corrente. Coletores de corrente são trilhos com compatibilidade eletroquímica, o que torna os coletores de corrente adequados para uso na condução de elétrons para e de um ânodo ou cátodo na presença de eletrólito.

[0043] Os métodos e aparelho apresentados aqui se referem à formação de elementos de energização biocompatíveis para inclusão dentro ou sobre dispositivos biocompatíveis planos ou tridimensionais. Uma classe particular de elementos de energização pode ser constituída por baterias que são fabricadas em camadas. As camadas também podem ser classificadas como camadas de laminado. Uma batería formada dessa forma pode ser classificada como uma batería laminar.

[0044] Pode haver outros exemplos de como montar e configurar as baterias de acordo com a presente invenção, e alguns podem ser descritos nas próximas seções. Entretanto, para muitos destes exemplos, há parâmetros e características selecionadas das baterias que podem ser descritos independentemente. Nas seções a seguir, algumas características e parâmetros serão focados.

Construção do dispositivo médico exemplificador com elementos de energização biocompatíveis [0045] Um exemplo de um dispositivo biomédico que pode incorporar os elementos de energização, baterias, da presente invenção pode ser uma lente de contato de ajuste focal eletroativo. Referindo-se à Figura 1A, um exemplo dessa inserção de lente de contato pode ser retratado como uma inserção de lente de contato 100. Na inserção da lente de contato 100, pode haver um elemento eletroativo 120 que pode acomodar as mudanças das características de foco em resposta às tensões de controle. Um circuito 105, para fornecer estes sinais de tensão de controle, bem como para fornecer outras funções tais como detecção de controle do ambiente para sinais de controle externos, pode ser energizado por um elemento de batería biocompatível 110. Conforme representado na figura 1A, o elemento de batería 110 pode ser encontrado como múltiplas peças principais, neste caso três peças, e pode incluir as várias configurações de elementos de química da batería como foi discutido. Os elementos de batería 110 podem ter vários recursos de interconexão para unir as peças, como pode ser mostrado subjacente à região de interconexão 114. Os elementos de batería 110 podem estar conectados a um elemento de circuito que pode ter o seu próprio substrato 111 sobre o qual os recursos de interconexão 125 podem estar localizados. O circuito 105, que pode estar sob a forma de um circuito integrado, e pode estar conectado elétrica e fisicamente ao substrato 111 e a seus recursos de interconexão 125.

[0046] Com referência à figura 1B, um alívio em seção transversal de uma lente de contato 150 pode compreender a inserção da lente de contato 100 e seus componentes discutidos. A inserção da lente de contato 100 pode estar encapsulada em uma saia de hidrogel da lente de contato 155 que pode encapsular a inserção da lente de contato 100 e fornecer uma interface confortável da lente de contato 150 ao olho de um usuário.

[0047] Em referência a conceitos da presente invenção, os elementos de batería podem ser formados de maneira bidimensional, conforme representado na figura 1C. Nesta descrição pode haver duas regiões principais das células da batería nas regiões do componente de batería 165 e do segundo componente de bateria na região do elemento de química da bateria 160. Os elementos de bateria, que são mostrados em forma plana na figura 1C, podem se conectar a um elemento de circuito 163 que, no exemplo da figura 1C, pode compreender duas áreas de circuito principais 167. O elemento de circuito 163 pode conectar ao elemento de batería em um contato elétrico 161 e um contato físico 162. A estrutura plana pode ser dobrada para formar uma estrutura cônica tridimensional, como foi descrito em relação à presente invenção. Neste processo, um segundo contato elétrico 166 e um segundo contato físico 164 podem ser utilizados para conectar e estabilizar fisicamente a estrutura tridimensional. Com referência à Figura 1D, uma representação dessa estrutura cônica tridimensional 180 pode ser observada. Os pontos de contato físico e elétrico 181 podem também ser encontrados, e a ilustração pode ser vista como uma vista tridimensional da estrutura resultante. Esta estrutura pode incluir os componentes de batería e elétrico modulares que serão incorporados com uma inserção de lente dentro de um dispositivo biocompatível. O exemplo de uma lente de contato demonstra como uma batería biocompatível pode ser utilizada em um dispositivo biomédico, mas o exemplo não é limitante para muitos outros dispositivos biomédicos como pílulas eletronicamente ativas, stents, implantes, etiquetas e ataduras de pele, implantes dentais, dispositivos eletrônicos para serem usados junto ao corpo, e vestimentas e sapatos eletronicamente ativos podem ser exemplos não limitadores de dispositivos biomédicos onde as baterias de eletrólitos poliméricos biocompatíveis da presente descrição podem ser utilizadas.

Um exemplo de batería planar de eletrólito polimérico [0048] Com referência à Figura 2, um exemplo de uma bateria planar de eletrólito polimérico é representado na seção transversal. Em seções posteriores da revelação, os componentes e métodos para sua montagem são discutidos, mas a seção transversal fornece um exemplo de quão significativos os componentes da bateria podem ser organizados para as baterias primárias do eletrólito polimérico. A batería pode ter regiões de cátodo, regiões de ânodo, separador e regiões de eletrólito e encapsulação. Um coletor da corrente de cátodo 220 pode formar uma base do dispositivo. O coletor da corrente de cátodo 220 pode ser uma peça metálica condutiva formada de materiais como titânio, latão, aço inoxidável e similares. O coletor da corrente de cátodo 220 pode ser revestido com vários revestimentos para melhorar a ligação da superfície e reduzir a resistência; um revestimento de carbono é geralmente usado. Uma parte do coletor da corrente de cátodo 220 pode ser exposta da encapsulação 280 e formar um contato do coletor de cátodo 210. Os revestimentos da superfície usados dentro da célula podem não ser depositados nessa região ou, de modo alternativo, podem ser removidos para possibilitar a conexão externa efetiva. Os revestimentos da superfície podem também ser aplicados no contato do coletor de cátodo 210 fora da célula para melhorar as conexões, for exemplo, epóxi prata, solda ou fluxo. O cátodo 230 pode ser formado sob o coletor de cátodo 220. O cátodo 230 pode compreender inúmeros componentes incluindo a química de cátodo eletroati-vo, como Mn02 em um sentido não limitador bem como aglutinantes, eletrólitos e outros aditivos.

[0049] Um eletrólito polimérico 240 pode ser formado no cátodo. Em alguns exemplos, o eletrólito pode ser revestido no topo do cátodo ou do ânodo. Em outros exemplos, o eletrólito pode ser aplicado por métodos de impressão em tela ou métodos de aplicação por imersão. Podem haver inúmeras maneiras de aplicar o eletrólito polimérico 240. O eletrólito polimérico 240 pode também funcionar como um separador do dispositivo de batería.

[0050] Na outra superfície do eletrólito polimérico 240 pode estar o ânodo 250. O ânodo 250 pode ser um filme depositado, uma pasta, uma folha ou filme sólido aderido ao eletrólito polimérico 240. O ânodo 250 pode ser conectado ao coletor do ânodo 260. Uma parte do coletor do ânodo 260 pode estender-se pela encapsulação 280 para criar o contato do coletor do ânodo 270. Podem haver inúmeras maneiras de se formar a estrutura exemplificadora representada e a ordem das etapas pode variar; portanto, enquanto um filme pode ser descrito como formado na outra camada, pode-se assumir que a ordem pode também ser revertida. Além disso, alguns elementos podem opcionalmente ser removidos; como o coletor do ânodo 260 pode ser a mesma camada que o ânodo 250 em alguns exemplos.

Formatos personalizados dos elementos de batería plana [0051] Em alguns exemplos de baterias biocompatíveis, as baterias podem ser formadas como elementos planos. Com referência à Figura 3A, um exemplo de um contorno retangular 310 do elemento de batería pode ser descrito com uma conexão do ânodo 311 e uma conexão de cátodo 312. Com referência à Figura 3B, um exemplo de um contorno circular 330 do elemento de batería pode ser descrito com uma conexão do ânodo 331 e uma conexão de cátodo 332.

[0052] Em alguns exemplos de baterias em formato plano, os contornos da forma da batería podem ser dimensionalmente e geometricamente configurados para encaixar em produtos personalizados. Além dos exemplos com contornos retangulares ou circulares, contornos personalizados de "formato livre" ou "formato livre" podem ser formados, podendo permitir que a configuração da batería seja otimizada para encaixar dentro de um dado produto.

[0053] No caso do dispositivo biomédico exemplificador de uma óptica variável, um exemplo de "forma livre" de um contorno plano pode ter forma arqueada. A forma livre pode ser de tal geometria que, quando formada em um formato tridimensional, pode assumir a forma de uma saia cônica e anular que encaixa dentro das restrições de uma lente de contato. Pode ser claro que geometrias benéficas similares podem ser formadas em casos nos quais os dispositivos médicos têm requisitos restritivos de forma em 2D ou 3D.

Requisitos elétricos de microbaterias [0054] Outra área para considerações de projeto pode se referir a requisitos elétricos do dispositivo, que podem ser fornecidos pela batería. A fim de funcionar como uma fonte de energia para um dispositivo médico, uma batería apropriada pode precisar atender aos requisitos elétricos totais do sistema quando este estiver operando em um modo não conectado ou não externamente energizado. Um campo emergente de dispositivos biomédicos não conectados ou não externamente energizados pode incluir, por exemplo, lentes de contato de correção de visão, dispositivos de monitoramento de saúde, câmeras de pílula e dispositivos inovadores. Desenvolvimentos recentes na tecnologia de circuito integrado (Cl) podem permitir a operação elétrica significativa em níveis de corrente muito baixos, por exemplo, picoamps de corrente no modo de espera e microamps da corrente operacional. CIs também podem permitir dispositivos muito pequenos.

[0055] Microbaterias para aplicações biomédicas podem ser necessárias para que muitos requisitos desafiadores simultâneos sejam cumpridos. Por exemplo, a microbateria pode ser necessária para que se tenha a capacidade de administrar uma tensão operacional adequada a um circuito elétrico incorporado. Esta tensão operacional pode ser influenciada por vários fatores, incluindo o "nó" do processo de Cl, a tensão de saída do circuito a outro dispositivo e um alvo de consumo da corrente particular, que também pode se referir a um ciclo de vida desejado do dispositivo.

[0056] Com relação ao processo de Cl, os nós podem tipicamente ser diferenciados pela dimensão mínima de um transistor, como o "assim chamado" canal do transistor. Esta característica física, juntamente com outros parâmetros da fabricação de Cl, como a espessura do óxido, pode ser associada a um padrão de classificação resultante para tensões "de ligação" ou "limite" dos transistores de efeito de campo (FET) fabricados no dado nó do processo. Por exemplo, em um nó com uma dimensão mínima de 0,5 mícrons, pode ser comum encontrar FETs com tensões de ligação de 5,0 V. Entretanto, com uma dimensão mínima de 90 nm, os FETs podem ligar a 1,2, 1,8 e 2,5 V. A fundição de Cl pode fornecer células padrão de blocos digitais, por exemplo, inversores e “flip-flops” que foram caracterizados e classificados para uso em certas faixas de tensão. Projetistas escolheram um nó do processo de Cl com base em vários fatores, incluindo a densidade dos dispositivos digitais, dispositivos de sinal misto analógi-co/digital, corrente de fuga, camadas de fiação e disponibilidade de dispositivos especiais como FETs de alta tensão. Dados estes aspectos paramétricos dos componentes elétricos, que podem consumir energia de uma microbateria, pode ser importante que a fonte de energia da microbateria seja compatível com os requisitos do nó do processo e projeto do Cl escolhidos, especialmente em termos de tensão e corrente disponíveis.

[0057] Em alguns exemplos, um circuito elétrico energizado por uma microbateria pode conectar a um outro dispositivo. Em exemplos não limitadores, o circuito elétrico energizado por microbateria pode conectar a um atuador ou um transdutor. Dependendo da aplicação, estes podem incluir um diodo emissor de luz (LED), um sensor, uma bomba do sistema microeletromecânico (MEMS), ou vários outros dispositivos deste tipo. Em alguns exemplos, tais dispositivos conectados podem exigir condições de tensão operacional mais altas que os nós de processo de Cl comuns. Por exemplo, uma lente de foco variável pode exibir 35 V para ativar. A tensão operacional fornecida pela batería pode, então, ser uma consideração crítica ao se projetar tal sistema. Em alguns exemplos deste tipo de consideração, a eficiência de um acionador de lente para produzir 35 V a partir de uma batería de 1 V pode ser significativamente menor que podería ser ao operar a partir de uma batería de 2 V. Outros requisitos, como tamanho real do processador, podem ser dramaticamente diferentes considerando-se também os parâmetros de funcionamento da microbateria.

[0058] As células de batería individuais podem ser tipicamente classificadas com circuito aberto, carregada e tensão de corte. A tensão de circuito aberto é o potencial produzido pela célula de batería com infinita resistência de carga. A tensão carregada é o potencial produzido pela célula com uma impedância de carga apropriada, e tipicamente também especificada, colocada nos terminais da célula. A tensão de corte é tipicamente uma tensão na qual a maioria das baterias foi descarregada. A tensão de corte pode representar uma tensão, ou grau de descarga, abaixo da qual a batería não deveria ser descarregada, de modo a evitar efeitos prejudiciais como emissão de gases em excesso. A tensão de corte pode tipicamente ser influenciada pelo circuito ao qual a batería está conectada, e não apenas pela própria batería, por exemplo, a tensão operacional mínima do circuito eletrônico. Em um exemplo, uma célula alcalina pode ter uma tensão de circuito aberto de 1,6 V, uma tensão carregada na faixa de 1,0 a 1,5 V e uma tensão de corte de 1,0 V. A tensão de um dado projeto da célula da microbateria pode depender de outros fatores da química da célula empregada. Uma química da célula diferente pode, assim, ter diferentes tensões de célula.

[0059] Células podem ser conectadas em série para aumentar a tensão; entretanto, essa combinação pode vir com sacrifícios ao tamanho, resistência interna, e complexidade de batería. Células podem também ser combinadas em configurações paralelas para diminuir a resistência e aumentar a capacidade; entretanto, tal combinação pode trocar o tamanho pelo tempo de vida útil.

[0060] Capacidade da batería pode ser a habilidade de uma batería fornecer corrente ou fazer o trabalho por um período de tempo. A capacidade da batería pode geralmente ser especificada em unidades como microampere-hora. Uma batería que pode fornecer 1 microampere de corrente por 1 hora tem 1 microampere-hora de capacidade. A capacidade pode ser tipicamente aumentada aumentando a massa (e deste modo o volume) de reagentes dentro de um dispositivo de batería; entretanto, pode ser observado que dispositivos biomédicos podem ser significativamente contidos em volumes disponíveis. A capacidade da batería pode também ser influenciada pelo material do eletrodo e do eletrólito.

[0061] Dependendo dos requisitos do circuito ao qual a batería está conectada, uma batería pode ser necessária para fornecer corrente em uma faixa de valores. Durante o armazenamento antes do uso ativo, uma corrente de fuga da ordem de picoamps a nanoamps pode fluir através dos circuitos, interconexões e isolantes. Durante a operação ativa, o circuito pode consumir corrente quiescente para os sensores de amostra e temporizadores, e realizar funções de consumo baixo de energia deste tipo. O consumo de corrente quiescente pode ser da ordem de nanoamps a miliamps. O circuito pode também ter demandas de corrente de pico ainda mais elevadas, por exemplo, durante a gravação de memória flash ou a comunicação por radiofrequência (RF). Esta corrente de pico pode estender-se até as dezenas de miliampe-res ou mais. A resistência e impedância de um dispositivo de microba-teria podem também ser importantes para as considerações do projeto.

[0062] A vida útil tipicamente se refere ao período de tempo que uma batería pode sobreviver em armazenamento ainda mantendo parâmetros de funcionamento úteis. A vida útil pode ser particularmente importante para dispositivos biomédicos por vários motivos. Dispositi- vos eletrônicos podem substituir dispositivos não energizados, como, por exemplo, pode ser o caso da introdução de uma lente de contato eletrônica. Produtos nestes espaços de mercado existentes podem ter requisitos de vida útil estabelecidos, por exemplo, três anos, devido aos requisitos de cliente, de cadeia de suprimentos e outros. Pode ser tipicamente desejável que tais especificações não sejam alteradas para novos produtos. Os requisitos de vida útil podem também ser definidos pelos métodos de distribuição, inventário e uso de um dispositivo incluindo uma microbateria. Consequentemente, as microbaterias para os dispositivos biomédicos podem ter requisitos específicos de vida útil, que podem ser, por exemplo, medidas em número de anos.

[0063] Em alguns exemplos, os elementos de energização bio-compatíveis tridimensionais podem ser recarregáveis Por exemplo, uma bobina indutiva também pode ser fabricada na superfície tridimensional. A bobina indutiva podería, então, ser energizada com uma base de radiofrequência ("RF"). A bobina indutiva pode ser conectada ao elemento de energização biocompatível tridimensional para recarregar o elemento de energização quando a RF é aplicada à bobina indutiva. Em um outro exemplo, fotovoltaicos também podem ser fabricados na superfície tridimensional e conectados ao elemento de energização biocompatível tridimensional. Quando expostos à luz ou fó-tons, os fotovoltaicos produzirão elétrons para recarregar o elemento de energização.

[0064] Em alguns exemplos, uma batería pode operar para fornecer uma energia elétrica para um sistema elétrico. Nestes exemplos, a batería pode ser eletricamente conectada ao circuito do sistema elétrico. As conexões entre um circuito e uma batería podem ser classificadas como interconexões. Estas interconexões podem ser tornar progressivamente mais desafiadoras em microbaterias biomédicas devido a vários fatores. Em alguns exemplos, os dispositivos biomédicos energizados podem ser muito pequenos, proporcionando, assim, área e volume limitados para interconexões. As restrições de tamanho e área podem impactar a resistência elétrica e confiabilidade das interconexões.

[0065] Em outros aspectos, uma batería pode conter um eletrólito líquido que podería ferver em temperaturas altas. Esta restrição pode competir diretamente com o desejo de se utilizar uma interconexão de solda que pode, por exemplo, exigir temperaturas relativamente altas como 250 °Celsius para fundir. Contudo, em alguns exemplos, a química da batería, incluindo o eletrólito, e a fonte de calor usada para formar interconexões baseadas em solda, podem ser isoladas espacialmente uma da outra. Nos casos de dispositivos biomédicos emergentes, o tamanho pequeno pode impedir a separação entre o eletrólito e as juntas de solda a uma distância suficiente para reduzir a condução de calor.

Interconexões [0066] Interconexões podem permitir que corrente flua para e da batería em conexão com um circuito externo. Estas interconexões podem interfacear os ambientes dentro e fora da batería, e podem cruzar o limite ou vedação entre estes ambientes. Estas interconexões podem ser consideradas trilhos, fazendo as conexões a um circuito externo, passando através da vedação da batería e, então, conectando aos coletores de corrente dentro da batería. Assim, estas interconexões podem ter vários requisitos. Fora da batería, as interconexões podem parecer trilhos de circuito impresso típicos. Elas podem ser soldadas, ou conectadas de outro modo, a outros trilhos. Em um exemplo onde a batería é um elemento físico separado de uma placa de circuito compreendendo um circuito integrado, a interconexão da batería pode permitir a conexão ao circuito externo. Esta conexão pode ser formada com solda, fita condutiva, tinta condutiva ou epóxi, ou outros meios. Os trilhos de interconexão podem precisar sobreviver no ambiente fora da batería, por exemplo, não corroendo na presença de oxigênio.

[0067] Conforme uma interconexão passa através da vedação da batería, pode ser de crítica importância que a interconexão coexista com a vedação e permite a vedação. Adesão pode ser necessária entre a vedação e a interconexão em adição à adesão que pode ser necessária entre a vedação e a embalagem da batería. A integridade da vedação pode precisar ser mantida na presença de eletrólito e outros materiais contidos na batería. As interconexões, que podem tipicamente ser metálicas, podem ser conhecidas como pontos de falha na embalagem da batería. O potencial elétrico e/ou o fluxo da corrente pode aumentar a tendência do eletrólito se "deformar" ao longo da interconexão. Consequentemente, uma interconexão pode precisar ser projetada para manter a integridade da vedação.

[0068] Dentro da batería, as interconexões podem interfacear os coletores de corrente ou podem de fato formar os coletores de corrente. Nesse sentido, a interconexão pode precisar atender os requisitos dos coletores de corrente, conforme descrito aqui, ou pode precisar formar uma conexão elétrica a estes coletores de corrente.

[0069] Uma classe de interconexões e coletores de corrente candidatos é constituída por folhas metálicas. Estas folhas metálicas estão disponíveis em espessuras de 25 mícrons ou menos, o que as torna adequadas para baterias muito finas. Estas folhas metálicas podem também ser adquiridas com baixo grau de aspereza de superfície e contaminação, dois fatores que podem ser críticos para o desempenho da batería. As folhas incluem zinco, níquel, latão, cobre, titânio, outros metais e várias ligas.

Componentes da batería modular [0070] Em alguns exemplos, um componente de bateria modular pode ser formado de acordo com alguns aspectos e exemplos da presente invenção. Nestes exemplos, o conjunto da batería modular pode ser um componente separado de outras partes do dispositivo biomédi-co. No exemplo de um dispositivo de lente de contato oftálmica, um projeto do tipo pode incluir uma batería modular que é separada do resto de uma inserção de mídia. Pode haver várias vantagens na formação de um componente de batería modular. Por exemplo, no exemplo da lente de contato, um componente de batería modular pode ser formado em um processo separado e não integrado que pode aliviar a necessidade de manusear componentes plásticos ópticos rígidos tridimensionalmente formados. Além disso, as fontes de fabricação podem ser mais flexíveis e podem operar em um modo mais paralelo à fabricação de outros componentes no dispositivo biomédico. Além disso, a fabricação dos componentes de batería modular pode ser desa-coplada das características de dispositivos em formato tridimensional (3D). Por exemplo, em aplicações que exigem formas finais tridimensionais, um sistema de batería modular pode ser fabricado em uma perspectiva plana ou aproximadamente bidimensional (2D), e então moldado na forma tridimensional correta. Um componente de batería modular pode ser testado independentemente do resto do dispositivo biomédico, e a perda de rendimento devido a componentes de batería pode ser resolvida antes da montagem. O componente da batería modular resultante pode ser utilizado em vários construtos de inserção de meio que não têm uma região rígida adequada sobre a qual os componentes de batería podem ser formados; e, em ainda outro exemplo, o uso dos componentes de batería modular pode facilitar o uso de opções diferentes para as tecnologias de fabricação que seriam de outra forma utilizados, como, por exemplo, uma tecnologia baseada em manta (rolo a rolo), tecnologia baseada em lâmina (lâmina a lâmina), impressão, litografia, e processamento por "rodo". Em alguns exem- pios de uma batería modular, o aspecto de restrição discreta de tal dispositivo pode resultar em material adicional sendo adicionado ao construto do dispositivo biomédico de modo geral. Tais efeitos podem definir uma restrição para o uso de soluções de batería modular quando parâmetros de espaço disponível exigem espessura ou volume reduzido das soluções.

[0071] Os requisitos de formato da batería podem ser motivados, pelo menos em parte, pela aplicação na qual a batería deverá ser usada. Fatores de forma da batería tradicional podem ser formas cilíndricas ou prismas retangulares, feitos de metal, e podem ser voltados para produtos que exigem grandes quantidades de energia por longas durações. Estes pedidos podem ser grandes o suficiente para compreender baterias de fator de forma grande. Em um outro exemplo, as baterias planas de estado sólido (2D) são prismas retangulares finos, tipicamente formados sobre silício ou vidro inflexível. Estas baterias de estado sólido planas podem ser formadas, em alguns exemplos, através do uso de tecnologias de processamento de pastilha de silício. Em um outro tipo de fator de forma de batería, baterias de baixo consumo e flexíveis podem ser formadas em um construto de bolsa, usando finas folhas metálicas ou plástico para conter a química da batería. Estas baterias podem ser feitas planas (2D), e podem ser projetadas para funcionar quando curvadas a uma modesta curvatura fora do plano (3D).

[0072] Em alguns dos exemplos das aplicações de batería na presente invenção nos quais a batería pode ser empregada em uma lente óptica variável, o fator de forma pode exigir uma curvatura tridimensional do componente de batería, sendo que um raio desta curvatura pode ser da ordem de aproximadamente 8,4 mm. A natureza de tal curvatura pode ser considerada relativamente íngreme e para referência pode se aproximar do tipo de curvatura observado em uma ponta de dedo humano. A natureza de uma curvatura íngreme relativa cria aspectos desafiadores para fabricação. Em alguns exemplos da presente invenção, um componente de batería modular pode ser projetado de modo a poder ser fabricado em uma forma plana bidimensional e então formado em uma forma tridimensional de curvatura relativa alta. Espessura do módulo da batería [0073] Ao se projetar componentes de batería para aplicações bi-omédicas, concessões entre os vários parâmetros podem ser feitas para equilibrar requisitos técnicos, de segurança e funcionais. A espessura do componente de batería pode ser um parâmetro importante e limitador. Por exemplo, em uma aplicação de lente óptica, a capacidade de um dispositivo ser usado confortavelmente por um usuário pode depender criticamente da espessura pelo dispositivo biomédico. Portanto, pode haver aspectos permissivos críticos ao se projetar a batería buscando resultados mais finos. Em alguns exemplos, a espessura da batería pode ser determinada pelas espessuras combinadas das espessuras das folhas superior e inferior, lâminas espaçadoras e camada adesiva. Aspectos práticos de fabricação podem motivar certos parâmetros da espessura do filme para valores padrão no estoque de lâmina disponível. Além disso, os filmes podem ter valores mínimos de espessura aos quais eles podem ser especificados com base em considerações técnicas relacionadas à compatibilidade química, imperme-abilidade gasosa/à umidade, acabamento da superfície e compatibilidade com revestimentos que podem ser depositados sobre as camadas de filme.

[0074] Em alguns exemplos, uma espessura desejada ou alvo de um componente de batería finalizado pode ser uma espessura do componente que é menor que 220 pm. Nestes exemplos, esta espessura desejada pode ser motivada pela geometria tridimensional de um dispositivo de lente oftálmica exemplificador, sendo que o componente de batería pode precisar ser encaixado dentro do volume disponível definido pelo conforto do usuário final com a forma de uma lente hidro-gel, pela biocompatibilidade e pelas restrições de aceitação. Este volume e seu efeito sobre as necessidades de espessura do componente de batería pode ser uma função da especificação da espessura total do dispositivo, bem como da especificação do dispositivo referente a sua largura, ângulo cônico e diâmetro interno. Uma outra consideração de projeto importante para o projeto de componente de batería resultante pode se referir ao volume disponível para produtos químicos e materiais ativos de batería em um dado projeto de componente de batería com relação à energia química resultante que pode resultar deste projeto. Esta energia química resultante pode então ser equilibrada para os requisitos elétricos de um dispositivo biomédico funcional em relação à sua vida útil alvo e condições operacionais.

Flexibilidade do módulo de batería [0075] Outra dimensão de relevância ao projeto da batería e ao projeto dos dispositivos relacionados que utilizam fontes de energia com base em baterias é a flexibilidade do componente de batería. Pode haver várias vantagens conferidas por formas de batería flexível. Por exemplo, um módulo de batería flexível pode facilitar a capacidade previamente mencionada de se fabricar a forma da batería em uma forma plana bidimensional (2D). A flexibilidade da forma pode permitir que a batería bidimensional seja então formada em um formato apropriado 3D para encaixar em um dispositivo biomédico como uma lente de contato.

[0076] Em um outro exemplo dos benefícios que podem ser conferidos pela flexibilidade no módulo de batería, se a bateria e o dispositivo subsequente são flexíveis, então pode haver vantagens referentes ao uso do dispositivo. Em um exemplo, uma forma da lente de contato de um dispositivo biomédico pode ter vantagens em relação à inser- ção/remoção da lente de contato com base em inserção de mídia, que pode estar mais próxima à inserção/remoção de uma lente de contato de hidrogel não preenchida padrão.

[0077] O número de flexões pode ser importante no projeto da batería. Por exemplo, uma batería que pode flexionar apenas uma vez, de uma forma plana para um formato adequado para uma lente de contato, pode ter um projeto significativamente diferente de uma batería capaz de múltiplas flexões. A flexão da batería pode também ir além da capacidade de sobreviver mecanicamente ao evento de flexão. Por exemplo, um eletrodo pode ser fisicamente capaz de flexionar sem quebrar, mas as propriedades mecânicas e eletroquímicas do eletrodo podem ser alternadas pela flexão. As mudanças induzidas pela flexão podem parecer instantaneamente, por exemplo, como mudanças na impedância, ou a flexão pode introduzir mudanças que são apenas evidentes em testes de vida útil a longo prazo.

Largura do módulo de batería [0078] Pode haver várias aplicações nas quais os elementos de energização biocompatíveis ou baterias da presente invenção podem ser utilizados. Em geral, o requisito de largura da batería pode ser em grande parte uma função da aplicação na qual ela está aplicada. Em um caso exemplificador, um sistema de batería de lente de contato pode ter necessidades restritas para a especificação em relação à largura de um componente de bateria modular. Em alguns exemplos de um dispositivo oftálmico onde o dispositivo tem uma função óptica variável energizada por um componente de bateria, a porção óptica variável do dispositivo pode ocupar uma região esférica central de cerca de 7,0 mm em diâmetro. Os elementos de bateria exemplificadores podem ser considerados um objeto tridimensional, que encaixa como uma saia anular cônica ao redor da óptica central e formada em formato de um anel cônico truncado. Se o diâmetro máximo necessário do elemento de inserção rígido for um diâmetro de 8,50 mm e tangência a uma certa esfera do diâmetro pode ser visada (como, por exemplo, em um diâmetro de aproximadamente 8,40 mm), então a geometria pode ditar qual a largura permissível da batería. Pode haver modelos geométricos que podem ser úteis para calcular as especificações desejáveis para a geometria resultante que, em alguns exemplos, pode ser chamada de tronco cônico achatado em um setor de um anel.

[0079] A largura da batería achatada pode ser motivada por duas características do elemento de batería, os componentes ativos de batería e largura de vedação. Em alguns exemplos relacionados a dispositivos oftálmicos uma espessura alvo pode estar entre 0,100 mm e 0,500 mm por lado, e os componentes de batería ativos podem ser almejados em aproximadamente 0,800 mm de largura. Outros dispositivos biomédicos podem ter restrições de projeto diferentes, mas os princípios para elementos de batería plana flexível podem ser aplicados de forma similar.

Vedações internas do elemento de batería [0080] Pode ser importante, em alguns exemplos de baterias de eletrólito polimérico, incorporar os mecanismos de vedação que retardem ou evitem o movimento de umidade ou outros produtos químicos dentro do corpo da batería. Barreiras à umidade podem ser projetadas para manter o teor de umidade interna em um nível projetado, dentro de certa tolerância. Em alguns exemplos, uma barreira de umidade pode ser dividida em duas seções ou componentes; especificamente, a embalagem e a vedação. Os eletrólitos poliméricos podem ter uma vantagem inerente no sentido em que qualquer vazamento de umidade no eletrólito polimérico das regiões externas pode ter impacto mínimo e pode, ainda, melhorar o desempenho da batería em alguns exemplos. Dessa forma, a importância dos requisitos de embalagem pode ser inerentemente reduzida para baterias de eletrólito polimérico.

[0081] Contudo, a embalagem pode referir-se ao material principal do invólucro. Em alguns exemplos, a embalagem pode compreender um material a granel. A taxa de transmissão de vapor d'água (WVTR) pode ser um indicador do desempenho, com os padrões ISO e ASTM controlando o procedimento de teste, incluindo as condições ambientais operantes durante o teste. Idealmente, a WVTR para uma boa embalagem da batería pode ser "zero". Materiais exemplificadores com uma WVTR próxima de zero podem ser vidro e laminados metálicos. Plásticos, por outro lado, podem ser inerentemente porosos à umidade e podem variar significativamente se tratando de diferentes tipos de plástico. Materiais projetados, laminados, ou coextrudados podem geralmente ser híbridos dos materiais de embalagem comuns.

[0082] A vedação pode ser a interface entre duas das superfícies de embalagem. A conexão das superfícies de vedação finaliza o invólucro juntamente com a embalagem. Em muitos exemplos, a natureza dos projetos de vedação pode torná-los difíceis de caracterizar em relação à WVTR da vedação devido à dificuldade em se realizar medições usando um padrão ISO ou ASTM, por exemplo, o tamanho da amostra ou área superficial podem não ser compatíveis com estes procedimentos. Em alguns exemplos, uma forma prática de testar a integridade de vedação pode ser um teste funcional do projeto real da vedação, em relação a algumas condições definidas. O desempenho da vedação pode ser uma função do material de vedação, da espessura da vedação, do comprimento da vedação, da largura de vedação e da adesão ou intimidade da vedação com os substratos da embalagem.

[0083] Em alguns exemplos, as vedações podem ser formadas por um processo de soldagem que pode envolver processamento térmico, a laser, por solvente, por fricção, ultrassônico ou de arco. Em outros exemplos, vedações podem ser formadas através do uso de selantes adesivos como colas, epóxis, acrílicos, borracha natural e borracha sintética. Outros exemplos podem derivar da utilização de material tipo guarnição que pode ser formado de cortiça, borracha natural e sintética, poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), polipropileno e silicones para mencionar alguns exemplos não limitadores.

[0084] Em alguns exemplos, as baterias de acordo com a presente invenção podem ser projetadas para ter uma vida operacional especificada. A vida operacional pode ser estimada através da determinação de uma quantidade prática de permeabilidade à umidade que pode ser obtida usando um sistema de batería particular e, então, estimando quando um vazamento de umidade tal pode resultar em uma condição de fim de vida útil para a batería.

Embalagem adicional e considerações de substrato em módulos de batería biocompatível [0085] Pode haver várias considerações de embalagem e substrato que podem ditar as características desejáveis para projetos de embalagem usados em microbaterias laminares biocompatíveis. Por exemplo, a embalagem pode desejavelmente ter base, predominantemente, em folha metálica e/ou filme, sendo que estas camadas de embalagem podem ser tão finas quanto possível, por exemplo, de 10 a 50 mícrons. Além disso, a embalagem pode fornecer uma barreira de difusão suficiente para ganho ou perda de umidade durante a vida útil. Em muitos exemplos desejáveis, a embalagem pode fornecer uma barreira de difusão suficiente ao ingresso de oxigênio para limitar a degradação de ânodos de zinco pela oxidação direta.

[0086] Em alguns exemplos, a embalagem pode fornecer um caminho de permeação finito ao gás hidrogênio, que pode se desenvolver devido à redução direta de água por zinco. E a embalagem pode desejavelmente conter suficientemente e pode isolar os conteúdos da batería de modo que a exposição potencial a um usuário possa ser minimizada.

[0087] Na presente invenção, conceitos de embalagem podem incluir os seguintes tipos de componentes funcionais: camadas de embalagem superior e inferior, camadas de adesivo sensível à pressão (PSA, pressure sensitive adhesive), camadas espaçadoras, zonas de interconexão, portas de enchimento e embalagem secundária.

[0088] Em alguns exemplos, as camadas de embalagem superior e inferior podem compreender folhas metálicas ou filmes poliméricos. As camadas de embalagem superior e inferior podem compreender construtos de filme multicamada contendo uma pluralidade de camadas de polímero e/ou de barreira. Estes construtos de filme podem chamados de filmes laminados de barreira coextrudada. Um exemplo de um filme laminado de barreira coextrudada comercial de utilidade particular na presente invenção pode ser a camada de suporte da 3M® Scotchpak 1109, que consiste em uma rede carreadora de tereftalato de polietileno (PET), uma camada de barreira de alumínio depositado por vapor e uma camada de polietileno incluindo uma espessura média total de filme de 33 mícrons. Vários outros filmes de barreira multicamada similares podem estar disponíveis e podem ser usados em exemplos alternativos da presente invenção.

[0089] Em construções de projeto incluindo um PSA, a aspereza de superfície de camada da embalagem pode ser de importância particular, pois o PSA pode também precisar vedar as superfícies de camada da embalagem opostas. A aspereza de superfície pode resultar dos processos de fabricação usados em produção de folha metálica e filme, por exemplo, processos que empregam rolamento, extrusão, go-fragem e/ou calandragem, entre outros. Se a superfície for muito áspera, o PSA pode não ser capaz de ser aplicado em uma espessura uniforme, dado que a espessura de PSA desejada pode ser da ordem de aspereza de superfície Ra (a média aritmética do perfil de aspereza).

Além disso, PSAs podem não vedar adequadamente contra uma superfície oposta se a superfície oposta tiver uma aspereza que pode estar na ordem da espessura da camada de PSA. Na presente invenção, os materiais de embalagem tendo uma aspereza de superfície, Ra, menor que 10 mícrons podem ser exemplos aceitáveis. Em alguns exemplos, os valores de aspereza de superfície podem ser de 5 mícrons ou menos. E, em ainda outros exemplos, a aspereza de superfície pode ser de 1 mícron ou menos. Valores de aspereza de superfície podem ser medidos por uma variedade de métodos incluindo, mas não se limitando a, técnicas de medição como interferometria de luz branca, perfilometria por agulha e similares. Pode haver muito exemplos na técnica de metrologia da superfície em que a aspereza de superfície pode ser descrita por vários parâmetros alternativos, e em que os valores de aspereza de superfície média, Ra, aqui discutidos podem ser visados como representativos dos tipos de recursos inerentes aos processos de fabricação previamente mencionados.

Coletor de correntes e eletrodos [0090] Em alguns exemplos de células zinco-carbono e Leclanche, o coletor de corrente catódica pode ser uma haste de carbono sinteri-zada. Esse tipo de material pode enfrentar obstáculos técnicos para células eletroquímicas finas da presente invenção. Em alguns exemplos, as tintas de carbono impressas podem ser usadas em células eletroquímicas finas para substituir uma haste de carbono sinterizado pelo coletor de corrente catódica e, nesses exemplos, o dispositivo resultante pode ser formado sem prejudicar de modo significante a célula eletroquímica resultante. Tipicamente, as ditas tintas de carbono podem ser aplicadas diretamente nos materiais de embalagem, que podem compreender filmes poliméricos ou, em alguns casos, folhas de metal. Nos exemplos em que o filme de embalagem pode ser uma folha metálica, a tinta de carbono pode precisar proteger a folha metálica subjacente de degradação química e/ou corrosão pelo eletrólito. Além disso, nesses exemplos, o coletor de corrente da tinta de carbono pode precisar fornecer condutividade elétrica de dentro da célula eletro-química à parte externa da célula eletroquímica, o que implica em uma vedação ao redor ou através da tinta de carbono. Devido à natureza porosa de tintas de carbono, isso pode não ser facilmente realizado sem grandes desafios. Tintas de carbono também podem ser aplicadas em camadas que têm espessura relativamente pequena e finita, por exemplo, 10 a 20 mícrons. Em um projeto de célula eletroquímica fina no qual a espessura de embalagem total pode ser apenas cerca de 100 a 150 mícrons, a espessura de uma camada de tinta de carbono pode assumir uma fração significante do volume interno total da célula eletroquímica, assim, impactando negativamente no desempenho elétrico da célula. Além disso, a natureza delgada de toda a batería e do coletor de corrente, em particular, pode implicar em uma pequena área em seção transversal para o coletor de corrente. À medida que a resistência de um trilho aumenta o comprimento do trilho e reduz a área em seção transversal, pode haver uma compensação direta entre a espessura e a resistência do coletor de corrente. A resistividade a granel da tinta de carbono pode ser insuficiente para satisfazer o requisito de resistência das baterias finas. As tintas preenchidas com prata ou outros metais condutores podem também ser consideradas para reduzir a resistência e/ou espessura, mas as mesmas podem introduzir novos desafios, como incompatibilidade com novos eletrólitos. Em consideração a esses fatores, em alguns exemplos, pode ser desejável realizar células eletroquímicas finas eficientes e de alto desempenho da presente invenção utilizando-se uma fina folha de metal como o coletor de corrente, ou aplicar um filme metálico fino a uma camada de embalagem de polímero subjacente para agir como o coletor de corrente. Tais folhas de metal podem ter resistividade significati- vamente menor, assim, permitindo que as mesmas atendam às exigências de resistência elétrica com espessura muito menor que as tintas de carbono impressas.

[0091] Em alguns exemplos, uma ou mais das camadas de embalagem superiores e/ou inferiores podem servir como um substrato para um metal coletor de corrente esferulado ou pilha metálica. Por exemplo, o suporte 3M® Scotchpak 1109 pode ser metalizado com o uso de deposição de vapor físico (PVD) de uma ou mais camadas metálicas úteis como um coletor de corrente para um cátodo. As pilhas de metal exemplificadoras úteis como coletores de corrente catódica podem ser camadas de adesão de Ti-W (titânio-tungstênio) e camadas conduto-ras de Ti (titânio). As pilhas metálicas exemplificadoras úteis como coletores de corrente de ânodo podem ser camadas de adesão de Ti-W, camadas condutoras de Au (ouro) e camadas de deposição de In (índio). A espessura das camadas de PVD pode ser menor que 500 nm no total. Se múltiplas camadas de metais são usadas, as propriedades eletroquímicas e de barreira podem precisar ser compatíveis com a batería. Por exemplo, cobre pode ser galvanizado no topo de uma camada de partícula inicial para cultivar uma camada condutora espessa. As camadas adicionais podem ser folheadas sobre o cobre. Entretanto, o cobre pode ser eletroquimicamente incompatível com certos eletrólitos, especialmente na presença de zinco. Consequentemente, se o cobre for utilizado como uma camada na batería, pode precisar ser suficientemente isolado do eletrólito de batería. De modo alternativo, o cobre pode ser excluído ou um outro metal substituído.

[0092] Em alguns outros exemplos, as folhas metálicas de embalagem superior e/ou inferior podem também funcionar como coletores de corrente. Por exemplo, uma folha metálica de latão de 25 mícrons pode ser útil como um coletor de corrente anódica para um ânodo de zinco. A folha metálica de latão pode ser opcionalmente galvanizada com índio antes de galvanizar com zinco. Em um exemplo, as folhas metálicas de embalagem do coletor de corrente catódica podem compreender folha metálica de titânio, folha metálica Hastelloy C-276, folha metálica de cromo e/ou folha metálica de tântalo. Em certos projetos, uma ou mais folhas metálicas de embalagem podem ser em branco finas, gravada, gofrada, texturizada, fabricada a laser, ou processada de outra forma para fornecer a forma desejável, rugosidade de superfície e/ou geometria do encapsulamento da célula.

Mistura de cátodo [0093] Pode haver várias misturas químicas de cátodo que podem ser consistentes com os conceitos da presente invenção. Em alguns exemplos, uma mistura de cátodo, que pode ser um termo para uma fórmula química usada para formar um cátodo da batería, pode ser aplicada como uma pasta, gel, suspensão ou pasta aquosa, e pode compreender um óxido metálico de transição, como dióxido de manganês, alguns na forma de aditivo condutor, que, por exemplo, podem ser uma forma de pó condutor, como negro de fumo ou grafite, e polímero solúvel em água, como polivinilpirrolidona (PVP) ou alguns outros aditivos aglutinantes. Em alguns exemplos, outros componentes podem ser incluídos, como um ou mais dentre ligantes, sais eletrólitos, inibidores de corrosão, água ou outros solventes, tensoativos, modifi-cadores de reologia e outros aditivos condutores, como, polímeros condutores. Uma vez formulada e apropriadamente misturada, a mistura de cátodos pode ter uma reologia desejável que permita que a mesma seja ou dispensada sobre porções desejadas do separador e/ou coletor de corrente catódica, ou espalhada através de uma tela ou estêncil de uma maneira similar. Em alguns exemplos, a mistura de cátodos pode ser seca antes de ser usada em futuras etapas de montagem da célula, enquanto que, em outros exemplos, o cátodo pode conter alguns ou todos os componentes de eletrólitos, e pode ser somente parcialmente seco a um teor de umidade selecionado.

[0094] O óxido metálico de transição pode, por exemplo, ser dióxido de manganês. O dióxido de manganês, que pode ser usado na mistura de cátodo, pode ser, por exemplo, dióxido de manganês eletrolíti-co (DME), devido à energia específica adicional benéfica que esse tipo de dióxido de manganês fornece em relação a outras formas, como dióxido de manganês natural (NMD) ou dióxido de manganês químico (CMD). Além disso, o DME útil em baterias da presente invenção pode precisar ter um tamanho de partícula e uma distribuição de tamanho de partícula que possam ser condutores para a formação de pas-tas/pastas aquosas de mistura de cátodos imprimíveis ou depositáveis. Especificamente, o DME pode ser processado para remover componentes de partículas significativamente grandes, que podem ser considerados grandes em relação às outras características como dimensões internas da batería, espessura do separador, diâmetros de ponta de distribuição, tamanhos de abertura de estêncil, ou tamanhos de malha da tela. A otimização do tamanho da partícula pode também ser usada para melhorar o desempenho da batería, por exemplo, a impe-dância interna e a capacidade de descarga.

[0095] A moagem é a redução de materiais sólidos de um tamanho médio de partícula para um tamanho médio menor de partícula, pela trituração, moedura, corte, vibração ou outros processos. A moagem pode também ser usada para liberar materiais úteis dos materiais da matriz na qual eles podem estar incorporados, e para concentrar minerais. Um moinho é um dispositivo que quebra materiais sólidos em pedaços menores, por moedura, trituração ou corte. Pode haver vários meios para moer e muitos tipos de materiais processados nos mesmos. Tais meios de moagem podem incluir: moinho de esferas, moinho de engenho, morteiro e pilão, prensa de rolos e moinho de jato, entre outras alternativas de moagem. Um exemplo de moagem po- de ser a moagem por jato. Após a moagem, o estado do sólido é alterado, por exemplo, o tamanho de partícula, a disposição do tamanho da partícula e o formato da partícula. Processos de moagem de agregado podem também ser usados para remover ou separar contaminação ou umidade do agregado para produzir "preenchimentos a seco" antes do transporte ou do preenchimento estrutural. Alguns equipamentos podem combinar várias técnicas para classificar um material sólido em uma mistura de partículas cujo tamanho é limitado tanto por um tamanho de partícula mínimo quanto máximo. Tal processamento pode ser referido como "classificadores" ou "classificação".

[0096] A moagem pode ser um aspecto de produção de mistura de cátodos para a distribuição uniforme do tamanho da partícula dos ingredientes da mistura de cátodos. O tamanho de partícula uniforme em uma mistura de cátodo pode auxiliar em viscosidade, reologia, ele-trocondutividade e outras propriedades de um cátodo. A moagem pode auxiliar essas propriedades através do controle da aglomeração, ou uma coleta de massa, dos ingredientes de mistura de cátodo. Aglomeração - o agrupamento de elementos dispersos que, no caso da mistura de cátodo, podem ser alótropos de carbono e óxidos metálicos de transição - pode afetar negativamente o processo de preenchimento, deixando espaços vazios.

[0097] Ainda, a filtração pode ser outra etapa importante para a remoção de partículas aglomeradas ou indesejáveis. As partículas indesejáveis podem incluir partículas enormes, contaminantes, ou outras partículas não explicitamente levadas em consideração no processo de preparação. A filtração pode ser alcançada por meios, como filtração por filtro de papel, filtração a vácuo, cromatografia, microfiltração e outros meios de filtração.

[0098] Em alguns exemplos, o DME pode ter um tamanho médio de partícula de 7 mícrons com um conteúdo de partícula grande que pode conter partículas de até cerca de 70 mícrons. Em exemplos alternativos, o DME pode ser peneirado, moído adicionalmente, ou, de outro modo, separado ou processado para limitar o teor de partículas grandes abaixo de certo limiar de, por exemplo, 25 mícrons ou menor.

[0099] O cátodo pode também compreender dióxido de prata ou oxi-hidróxido de níquel. Tais materiais podem oferecer elevada capacidade e menor diminuição em tensão carregada durante a descarga em relação ao dióxido de manganês, ambas propriedades desejáveis em uma batería. As baterias com base nesses cátodos podem ter exemplos atuais presentes na indústria e na literatura. Uma microbateria inovadora que utiliza um cátodo de dióxido de prata pode incluir um eletrólito biocompatível, por exemplo, um que compreenda cloreto de zinco e/ou cloreto de amônio ao invés de hidróxido de potássio.

[0100] Alguns exemplos da mistura de cátodos podem incluir um aglutinante polimérico. O aglutinante pode servir a inúmeras de funções na mistura de cátodos. A função primária do aglutinante pode ser criar uma rede elétrica interpartículas suficiente entre partículas de DME e partículas de carbono. Uma função secundária do aglutinante pode ser facilitar a adesão mecânica e o contato elétrico com o coletor de corrente catódica. Uma terceira função do aglutinante pode ser influenciar as propriedades reológicas da mistura de cátodos para distribuição e/ou impressão com estêncil/tela vantajosa. Ainda, uma quarta função do aglutinante pode ser aumentar a absorção e distribuição do eletrólito dentro do cátodo.

[0101] A escolha do polímero aglutinante, bem como da quantidade a ser usada, pode ser benéfica para a função do cátodo na célula eletroquímica da presente invenção. Se o polímero aglutinante for solúvel demais no eletrólito a ser usado, então, a função primária do aglutinante - continuidade elétrica - pode ser drasticamente impactada ao ponto da não funcionalidade da célula. Inversamente, se o polímero aglutinante for insolúvel no eletrólito para ser usado, porções de DME podem ser ionicamente isoladas do eletrólito, resultando no desempenho de célula reduzido, como capacidade reduzida, tensão de circuito aberto inferior e/ou resistência interna elevada.

[0102] O ligante pode ser hidrofóbico; ele pode também ser hidrofí-lico. Os exemplos de polímeros aglutinantes úteis para a presente invenção compreendem PVP, poli-isobutileno (PIB), copolímeros de tri-bloco emborrachados que compreendam blocos de extremidade de estireno, como aqueles fabricados pela Kraton Polymers, copolímeros de bloco de borracha de butadieno estireno, ácido poliacrílico, hidroxie-tilcelulose, carboximetilcelulose, sólidos de fluorocarboneto, como po-li(tetrafluoroetileno), entre outros.

[0103] Um solvente pode ser um componente da mistura de cáto-dos. Um solvente pode ser útil para umedecer a mistura de cátodos, o que pode auxiliar na distribuição de partículas da mistura. Um exemplo de um solvente pode ser tolueno. Também, um tensoativo pode ser útil para umedecer e, assim, distribuir a mistura de cátodos. Um exemplo de um tensoativo pode ser um detergente, como Triton™ QS-44. O Tri-ton™ QS-44 pode auxiliar na dissociação de ingredientes agregados na mistura de cátodos, permitindo uma distribuição mais uniforme dos ingredientes da mistura de cátodos.

[0104] Um carbono condutor pode normalmente ser usado na produção de um cátodo. O carbono é capaz de formar muitos alotrópicos ou modificações estruturais diferentes. Os alótropos de carbono diferentes têm propriedades físicas diferentes, permitindo a variação na eletrocondutividade. Por exemplo, a "viscosidade" do negro de fumo pode ajudar na aderência de uma mistura de cátodos a um coletor de corrente. Entretanto, em elementos de energização que exige quantidades relativamente baixas de energia, essas variações na eletrocondutividade podem ser menos importantes que outras propriedades fa- voráveis, como densidade, tamanho de partícula, condutividade de calor e uniformidade relativa, entre outras propriedades. Os exemplos de alótropos de carbono incluem: diamante, grafite, grafeno, carbono amorfo (informalmente chamado de negro de fumo), buckminsterfule-rano, carbono vítreo, aerogéis de carbono e outras possíveis formas de carbono capazes de conduzir eletricidade. Um exemplo de um aló-tropo de carbono pode ser grafite.

[0105] Uma vez formulada e processada a mistura de cátodos, a mistura pode ser dispensada, aplicada e/ou armazenada em uma superfície, como o separador de hidrogel, ou o coletor de corrente cató-dica, ou em um volume, como a cavidade na estrutura laminar. Preencher uma superfície pode resultar em um volume sendo preenchido ao longo do tempo. Para aplicar, dispensar e/ou armazenar a mistura, certa reologia pode ser desejada para otimizar o processo de distribuição, aplicação e/ou armazenamento. Por exemplo, uma reologia menos viscosa pode permitir um preenchimento melhor da cavidade enquanto, ao mesmo tempo, possivelmente sacrifica a distribuição de partículas. Uma reologia mais viscosa pode permitir uma distribuição de partícula mais otimizada, enquanto possivelmente diminuir a capacidade de preencher a cavidade e possivelmente perder eletrocondutividade. Ânodo e inibidores de corrosão de ânodo [0106] O ânodo para a batería laminar da presente invenção pode, por exemplo, compreender zinco. Em baterias de zinco-carbono tradicionais, um ânodo de zinco pode tomar a forma física de um recipiente em que o conteúdo da célula eletroquímica pode estar contido. Para a batería da presente invenção, um recipiente de zinco pode ser um exemplo, mas pode haver outras formas físicas de zinco que podem ser desejáveis a projetos para criar baterias ultrapequenas.

[0107] A eletrogalvanização de zinco é um tipo de processo em diversos usos nas indústrias, por exemplo, para o revestimento de pro- teção ou estético de partes de metal. Em alguns exemplos, o zinco galvanizado pode ser usado para formar ânodos finos e isolantes úteis para baterias da presente invenção. Ademais, o zinco eletrogalvaniza-do pode ser padronizado em muitas diferentes configurações, dependendo da intenção do projeto. Um meio fácil para padronizar zinco ele-trogalvanizado pode ser o processamento com o uso de uma fotomás-cara ou uma máscara física. No caso da fotomáscara, um fotorresistor pode ser aplicado a um substrato condutivo, o substrato sobre o qual o zinco pode subsequentemente ser galvanizado. O padrão de galvanização desejado pode ser então projetado para a fotorresistência por meio de uma fotomáscara, causando assim a cura de áreas selecionadas de fotorresistência. A fotorresistência não curada pode, então, ser removida com técnicas de solventes e de limpeza adequadas. O resultado pode ser uma área padronizada de material condutivo que pode receber um tratamento de zinco galvanizado. Embora esse método possa fornecer benefícios para o formato ou projeto do zinco a ser folheado, a abordagem pode exigir o uso de materiais fotopadroni-záveis disponíveis, que podem ter propriedades limitadas para a construção geral da embalagem da célula. Consequentemente, métodos novos e inovadores para padronizar zinco podem ser exigidos para realizar alguns projetos de microbaterias finas da presente invenção.

[0108] Um meio alternativo para padronizar ânodos de zinco pode ser por meio de uma aplicação de máscara física. Uma máscara física pode ser feita cortando-se aberturas desejáveis em um filme que tenha propriedades desejáveis de barreira e/ou embalagem. Adicionalmente, o filme pode ter adesivo sensível à pressão aplicado a um ou ambos os lados. Finalmente, o filme pode ter tiras removíveis de proteção aplicadas a um ou ambos os adesivos. Atira removível pode servir para o propósito duplo de proteger o adesivo durante o corte de passagem e proteção do adesivo durante as etapas de processamento es- pecíficas de montagem da célula eletroquímica, especificamente a etapa de preenchimento de cátodo. Em alguns exemplos, uma máscara de zinco pode compreender um filme de PET de cerca de 100 mí-crons de espessura ao qual um adesivo sensível à pressão pode ser aplicado a ambos os lados em uma espessura de camada de aproximadamente 10 a 20 mícrons. Ambas as camadas de PSA podem ser cobertas por um filme removível de PET que pode ter um tratamento de superfície de energia de superfície baixa, e pode ter uma espessura aproximada de 50 mícrons. Nesses exemplos, a máscara de zinco de camadas múltiplas pode compreender um filme de PSA e PET. As construções do filme de PET e da máscara de zinco de PET/PSA, conforme aqui descrito, podem ser processadas de maneira desejável com equipamento de micromaquinação a laser de nanossegundos de precisão, como a estação de trabalho de micromaquinação a laser Oxford Lasers E-Series, para criar aberturas precisas na máscara para facilitar a galvanização posterior. Em essência, uma vez que a máscara de zinco foi fabricada, um lado da tira removível pode ser removido, e a máscara com passagens pode ser laminada ao coletor de corrente do ânodo e/ou folha/filme de embalagem de lado de ânodo. Dessa maneira, o PSA cria uma vedação nas bordas internas das aberturas, facilitando a limpeza e encobrimento preciso do zinco durante a galva-noplastia.

[0109] A máscara de zinco pode ser colocada e, então, a galvanização de um ou mais materiais metálicos pode ser realizada. Em alguns exemplos, o zinco pode ser galvanizado diretamente em uma folha metálica coletora de corrente de ânodo eletroquimicamente compatível, como bronze. Em exemplos de projeto alternativos, onde a embalagem do ânodo lateral compreende uma folha metálica de polímero ou folha metálica de polímero de camadas múltiplas sobre a qual a metalização de inicial foi aplicada, o zinco e/ou as soluções de folhea- mento usadas para depositar zinco podem não ser quimicamente compatíveis com a metalização inicial subjacente. As manifestações de falta de compatibilidade podem incluir rachaduras, corrosão e/ou evolução exacerbada de H2 no filme mediante contato com o eletrólito da célula. Nesse caso, metais adicionais podem ser aplicados ao metal inicial para afetar melhor a compatibilidade química geral no sistema. Um metal que pode encontrar utilidade específica nas construções de células eletroquímicas pode ser o índio. O índio pode ser amplamente usado como um componente de liga no grau de zinco da batería com sua função primária sendo para fornecer uma propriedade anticorrosi-va ao zinco na presença do eletrólito. Em alguns exemplos, o índio pode ser depositado de maneira bem sucedida em várias metalizações iniciais, como Ti-W e Au. Os filmes resultantes de 1 a 3 mícrons de índio nas ditas camadas de metalização inicial podem ser de baixa tensão e aderentes. Desse modo, o filme de embalagem do lado do âno-do e do coletor de corrente anexo que tem uma camada superior de índio pode ser conformável e durável. Em alguns exemplos, pode ser possível depositar zinco sobre a superfície tratada por índio, e o depósito resultante pode ser muito não uniforme e nodular. Este efeito pode ocorrer em configurações de baixa densidade de corrente, por exemplo, 215,3 amperes por metro quadrado (A/m2) (20 amperes por pé quadrado (ASF)). Conforme visualizado sob um microscópio, os nódu-los de zinco podem ser observados se formando no depósito de índio liso subjacente. Em determinados projetos de célula eletroquímica, a folga de espaço vertical para a camada de ânodo de zinco pode ser até cerca de 5 a 10 mícrons de espessura, mas em alguns exemplos, densidades de corrente inferiores podem ser usadas para a galvanização de zinco, e os crescimentos nodulares resultantes podem ser maiores do que a espessura vertical máxima de ânodo. Pode ser porque o desenvolvimento de zinco nodular se origina de uma combinação do potencial em excesso alto de índio e a presença de uma camada de óxido de índio.

[0110] Em alguns exemplos, o folheamento de DC de densidade de corrente mais alta pode superar os padrões de crescimento nodula-res de zinco relativamente grandes sobre as superfícies de índio. Por exemplo, as condições de folheamento de 1076,4 A/m2 (100 ASF) podem resultar em zinco nodular, mas o tamanho dos nódulos de zinco pode ser drasticamente reduzido em comparação com as condições de folheamento de 215,3 A/m2 (20 ASF). Além disso, o número de nódulos pode ser imensamente maior sob condições de folheamento de 1076,4 A/m2 (100 ASF). O filme de zinco resultante pode, finalmente, se unir a uma camada mais ou menos uniforme, com somente algumas características residuais do crescimento nodular, enquanto atinge a provisão de espaço vertical de cerca de 5 a 10 mícrons.

[0111] Um benefício adicionado do índio na célula eletroquímica pode ser a redução da formação de H2, que pode ser um processo lento que ocorre em células eletroquímicas aquosas que contêm zinco. O índio pode ser beneficamente aplicado a um ou mais dos coletores de corrente de ânodo, o ânodo em si, como um componente de liga cofo-Iheado, ou como um revestimento de superfície sobre o zinco galvanizado. Para o último caso, os revestimentos da superfície de índio podem ser desejável mente aplicados in-situ por meio de um aditivo de eletrólito, como tricloreto de índio ou acetato de índio. Quando esses aditivos podem ser adicionados ao eletrólito em concentrações pequenas, o índio pode galvanizar espontaneamente em superfícies de zinco expostas bem como porções do coletor de corrente do ânodo exposto.

[0112] Zinco e ânodos similares comumente usados em baterias primárias comerciais podem ser tipicamente encontrados em formas de folha, haste e pasta. O ânodo de uma miniatura, batería biocompa-tível pode ser de forma semelhante, por exemplo, folha fina, ou pode ser galvanizada conforme mencionado anteriormente. As propriedades desse ânodo podem diferir significativamente daquelas em baterias existentes, por exemplo, devido a diferenças em contaminantes ou acabamentos de superfície, atribuídas aos processos de usinagem e folheamento. Consequentemente, os eletrodos e o eletrólito podem exigir manipulação especial para atender aos requisitos de capacidade, impedância e de vida útil. Por exemplo, parâmetros especiais de processo de galvanização, composição de banho de galvanização, tratamento de superfície e composição de eletrólito podem ser necessários para otimizar o desempenho do eletrodo.

Eletrólitos poliméricos e separadores [0113] Pode haver vários tipos diferentes de formulações do eletrólito que são consistentes com um sistema de batería de polímero. Em uma primeira classe de exemplos, o eletrólito pode ser chamado de um eletrólito polimérico. Nos sistemas de eletrólito polimérico, a cadeia principal polimérica tem regiões que se envolvem nos mecanismos de condução dos íons. Assim como as regiões da cadeia principal de polímero também facilitam a dissolução dos íons de sal no eletrólito total. Em geral, níveis mais elevados de íons dissolvidos em um volume de eletrólito podem resultar em melhores características de desempenho de batería. Podem existir vários sistemas de polímero ou copolímero usados para formar a cadeia principal polimérica dos sistemas de eletrólito polimérico. Em um exemplo não limitador, o po-li(óxido de etileno) (PEO) pode ser um constituinte de polímero. A con-dutividade iônica do sistema pode melhorar em condições de temperatura operacional mais alta, mas pode ser relativamente insatisfatória à temperatura ambiente sob condições de funcionamento. Em alguns exemplos, uma forma de folha de um eletrólito polimérico pode ser formada incluindo a presença de espécies iônicas. A forma de folha pode ser aplicada em um eletrodo com processamento de laminação de alta temperatura. Em outros exemplos, a formulação do eletrólito pode ser revestida sobre uma superfície do eletrodo. Cada uma dessas opções de processamento pode ser útil para melhorar a ligação do eletrólito aos eletrodos que podem, em geral, resultar em fraca adesão sob outras condições de processamento.

[0114] Em outra classe de exemplos, os eletrólitos poliméricos plasticizados podem ser usados em sistemas de batería de eletrólito polimérico. Podem existir muitos sistemas de polímero que podem ser úteis para formar eletrólitos poliméricos plasticizados incluindo como exemplos não limitadores, PEO, poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poli(cloreto de vinila), entre outros sistemas de polímeros. A cadeia po-limérica principal selecionada cria uma matriz bidimensional ou tridimensional na qual um sistema de solvente e de soluto iônico pode ser incorporado. A incorporação do sistema de solvente com espécie iôni-ca dissolvida "plastifica" o eletrólito polimérico. Ao contrário da primeira classe de sistemas de eletrólito polimérico, a cadeia principal de um sistema de eletrólito polimérico plasticizado pode não participar do transporte iônico do eletrólito. A presença do solvente é uma outra diferença da primeira classe de sistemas de eletrólito polimérico e age para facilitar a transferência iônica. Em alguns exemplos, o transporte iônico e as condutividades iônicas relacionadas da estrutura de batería pode ser mais alto em um sistema de eletrólito polimérico plasticizado por essas razões. Em alguns exemplos, a matriz do sistema de eletrólito polimérico plasticizado pode melhorar as características relacionadas às interfaces que são formadas entre o eletrólito e suas camadas vizinhas. Como com a primeira classe de eletrólitos poliméricos, o sistema de eletrólito polimérico plasticizado pode ser laminado sob condições de alta temperatura, para melhorar a aderência dos eletrodos.

[0115] Em um exemplo, um plastificante para polímero de poli (cloreto de vinilideno) (PVDF) ou poli((fluoreto de vinilideno- hexafluoropropileno) (PVDF-HFP), composições do membro do eletrodo de copolímero é carbonato de propileno (PC). A proporção efetiva desse plastificante pode depender não apenas das características de um polímero da matriz desejada em si. A proporção efetiva pode também ser expressivamente influenciada pelas quantidades e propriedades de outros componentes da composição, como o volume e o tamanho de partícula do material ativo de eletrodo. Por exemplo, uma quantidade efetiva de um PC em uma formulação de eletrodo positivo com PVDF-HFP pode variar de cerca de 60 por cento a 300 por cento em peso do componente polimérico da matriz de eletrodo. Dessa forma, tendo em vista as numerosas variáveis de composição que são ajustáveis, a quantidade de plastificante em qualquer formulação pode ser determinada de forma empírica, em uma ampla faixa de quantidades eficazes e pode depender das condições de uso ou dos resultados elétricos testados.

[0116] Em um outro exemplo de classe de sistemas de eletrólito, sistemas de eletrólito em gel podem ser de um outro tipo de sistema de eletrólito usado nas baterias de eletrólito polimérico. Um gel é um tipo de produto de polimerização que tem propriedades diferentes de uma rede polimérica solidificada. Géis consistem em uma rede tridimensional sólida. Geralmente, a rede pode ser formada por uma copo-limerização de monômeros ramificados. A rede tridimensional engloba um volume de um líquido e o liga ao lugar por meio de efeitos de tensão superficial. Podem haver vários sistemas de polímero que podem formar um eletrólito em gel como PMMA, poliacrilonitrilo (PAN), poli (fluoreto de vinilideno-hexafluoropropileno) (PVDF-HFP) e vários outros exemplos. Os eletrólitos em gel podem, geralmente, exibir alta condutividade iônica. A laminação de alta temperatura pode ser usada para fixar o eletrólito polimérico em gel às superfícies do eletrodo com boas características de adesão. Após o processamento de laminação em alta temperatura, uma composição de eletrólito pode ser adicionada ao fundo polimérico de gel fixado tanto quanto uma esponja absorve uma composição líquida.

[0117] As várias classes de camadas de eletrólito polimérico podem ser usadas em exemplos de baterias de eletrólito polimérico. Devido a um sistema que inclui um tipo de material de ânodo, íons consistentes com o transporte do material de ânodo distante do ânodo podem ser incluídos no eletrólito à medida que é formado ou, em alguns exemplos como com o sistema de eletrólito polimérico em gel, adicionados posteriormente. A rede polimérica de cada uma das classes é uma camada que pode agir como um separador para baterias também.

[0118] Em um exemplo, um filme separador/eletrólito polimérico pode ser preparado mediante à fusão de uma porção de uma composição de revestimento sobre uma pastilha de silício polida com o uso de um aparelho de revestimento por rotação comum operado a uma velocidade desejada, como 600 rpm, por um período desejado, como, por 2 segundos, para se obter um filme com espessura e uniformidade desejadas. O filme pode ser secado à temperatura ambiente durante um período adequado, como cerca de 10 minutos para dentro dos limites do aparelho de revestimento. A composição de revestimento pode ser preparada mediante à suspensão de cerca de 1,5 g de um copolí-mero de VDF 88:12: HFP de cerca de 380x103 MW Kynar FLEX 2801 em cerca de 9 g de tetra-hidrofurano anidro (THF) e adição a essa mistura de cerca de 1,5 g de uma solução 1M de acetato de zinco, ou outros sais de eletrólito adequados, em uma mistura de 1:1 em peso de carbonato de etileno (EC): propileno carbonato (PC). A mistura completa pode ser aquecida a uma temperatura elevada, como cerca de 60°C por um período de tempo, como 30 minutos, para facilitar a dissolução. A agitação ocasional da solução pode ajudar a manter a fluidez da solução. O filme resultante pode ser usado como um filme de eletrólito polimérico de acordo com os vários exemplos para formar células de batería apresentadas na presente discussão.

[0119] Pode ser útil em alguns exemplos criar uma membrana porosa que é produzida a partir de uma cadeia polimérica principal que é, então, impregnada com o eletrólito. Em um exemplo não limitador, uma solução moldagem pode ser formada ao misturar uma razão de cerca de dois-para-um de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e poli (dimetilsiloxano) (PDMS) em uma mistura de solventes compreendendo N-N dimetilacetamida (DMAc) e glicerol. A razão de DMAc para gli-cerol pode ser alterada, e pode afetar características como a porosi-dade da camada separadora resultante. Um excesso da mistura de solventes pode ser usado para permitir o encolhimento da camada resultante na cavidade para formar uma fina camada separadora. A solução resultante pode ser fundida sobre um eletrólito, enrolado em uma folha, ou extrudado em um formato em alguns exemplos. Outras maneiras de dispensação da solução de fundição podem ser consistentes com os processos descritos aqui. Assim, a estrutura pode ser imersa em um banho de água à temperatura ambiente por 20-40 horas para permitir que o glicerol dissolva da camada separadora, resultando em uma camada com uma porosidade desejada. A camada de eletrólito polimérico pode ser, então, impregnada com uma solução contendo um solvente adequado como água e um eletrólito como um sal com base em zinco.

[0120] Um outro meio de produção de uma célula de batería com um eletrólito polimérico contendo poros para eletrólito incorporado pode ser iniciar com um polímero em gel como um sistema à base de PVDF descrito acima. Eletrodos podem ser laminados ao eletrólito polimérico com um dispositivo laminador de duplo cilindro aquecido a cerca de 110°C e cerca de 10 kg/cm de pressão de cilindro. Após o resfriamento, a estrutura laminada da célula pode ser imersa em um solvente apropriado para extrair plastificante relacionado ao eletrodo. Em alguns exemplos, o solvente pode incluir acetona, dietil éter ou NMP. A estrutura resultante pode ser, então, secada ao ar até que o solvente se evapore e, depois disso, a superfície pode ser colocada em um forno de circulação de ar em alta temperatura como cerca de 70°C por uma hora e então continuar a remoção do solvente, umidade e plastificante residual. O processamento pode resultar em uma peça de trabalho ligada a qual pode, então, ser embalada em uma folha multicamadas hermeticamente selada/um envelope polimérico em uma atmosfera de hélio juntamente com uma medida de eletrólito, como um sal de zinco dissolvido em um solvente adequado. O solvente e o eletrólito podem difundir-se para dentro da membrana microporosa e impregná-la com eletrólito eletricamente condutivo.

[0121] Um outro meio de produção de uma célula de batería com um eletrólito polimérico contendo poros para eletrólito incorporado pode ser iniciar com uma membrana microporosa separadora comercialmente disponível. Uma célula de batería eletroquímica laminada pode ser preparada mediante à montagem dos eletrodos incluindo o cá-todo e o ânodo, respectivamente, juntamente com um separador mi-croporoso Celgard 2300 que pode conter o eletrólito. Os eletrodos podem ser laminados ao separador com um dispositivo laminador de duplo cilindro aquecido a cerca de 110°C e cerca de 10 kg/cm de pressão de cilindro.

Processamento exemplificador ilustrado de elemento de enerqização -eletrólito polimérico [0122] Com referência às Figuras 4A a 4F, uma demonstração do processamento de uma batería de eletrólito polimérico compreendendo um tipo de eletrólito polimérico pode ser encontrada. As várias camadas a serem formadas podem ser processadas em várias formas e ordens, mas como um exemplo, um processo pode iniciar na Figura 4A com a obtenção de um coletor de cátodo 410. Em um exemplo, uma folha fina ou filme fino de metal de zinco pode ser usado para o coletor de cátodo. Para ajudar na adesão da camada de cátodo, um tratamento de superfície pode ser feito para adicionar um revestimento 415 em uma superfície da folha de titânio. Em um exemplo não limitador, o tratamento pode ser um revestimento de carbono como oferecido por Lamart Corporation, Clifton, NJ, EUA. Em alguns exemplos, uma região da folha de titânio pode ser deixada sem tratamento para formar um contato de cátodo 416. Em outros exemplos, a folha total pode ser tratada para adicionar um revestimento, e o revestimento pode ser removido em uma etapa posterior à exposição do contato de cátodo 416.

[0123] Depois, na Figura 4B, uma mistura de cátodo pode ser adicionada sobre o revestimento para formar um cátodo 420. Podem haver diversos meios para se adicionar o revestimento, incluindo asper-são, impressão, e deposição com um rodo ou processo de formação de camadas do tipo margem de faca. Na formação de camadas por margem da faca, uma quantidade de mistura de cátodo pode ser depositada atrás da margem da faca, enquanto a margem da faca é extraída ao longo da camada de cátodo para resultar em uma camada controlada com espessura uniforme. Em alguns outros exemplos, um cátodo pode ser formado por eletrodeposição do material de cátodo em um condutor de corrente.

[0124] Um exemplo de uma formulação de mistura de cátodo completa pode ser formado como segue.

[0125] Uma blenda em pó de cátodo composta por 88% de pó de Erachem Mn02, moída pela Hosikowa, pode ser combinada com negro de fumo Super P Li a uma composição de 5% e com Kynar 2801 PVDF a uma composição de 7%. Uma quantidade de acetato de zinco pode ser dissolvida em NMP de modo que, quando misturada com a blenda de cátodo em pó, a quantidade de acetato de zinco em uma ra- zão entre 1:10 para a massa de acetato de zinco para a massa de PVDF. Quando misturada, a pasta aquosa resultante pode ser suspensa em NMP e essa quantidade de NMP cria uma formulação com 27% de sólidos.

[0126] A pasta aquosa resultante pode ser misturada com uma barra de agitação magnética por 10 a 20 horas em uma taxa de aproximadamente 400 rpm. A pasta aquosa misturada pode ser desgaseifi-cada. A desgaseificação pode ser processada com um misturador centrífugo planetário Thinky ARE 250 a 2000 rpm por cerca de 2 minutos.

[0127] A pasta aquosa pode, em seguida, ser aplicada com uma lâmina raspadora em uma espessura de cerca de 30 a 80 mícrons. A pasta aquosa pode ser produzida em uma folha de folha de titânio de 12,5 mícrons de espessura grau I como aquela disponível junto à Arnold Magnetics, que pode ser revestida com uma camada de carbono de 1 a 3 mícrons de espessura. O revestimento de cátodo na folha de titânio pode ser seco em um forno de laboratório aquecido durante várias horas, como durante um período de 18 a 24 horas onde a temperatura pode, em um exemplo, ser 50°C.

[0128] A capacitação adicional para as formulações e processamento das misturas de cátodo em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n2 14/746.204, depositado em 22 de junho de 2015, que é aqui incorporado a título de referência.

[0129] Em seguida, na Figura 4C o eletrólito polimérico 430 pode ser adicionado à estrutura de crescimento. Conforme mencionado acima, podem haver vários tipos e classes de eletrólitos poliméricos que podem ser aplicados. Em um exemplo, o polímero em gel pode ser composto por Kynar 2801 com acetato de zinco com 30 por cento em peso. Essa mistura pode ser transportada em uma mistura de solvente incluindo 36% de DMSO e 64% de NMR Esta solução pode ser, então, aplicada ao cátodo com o uso de uma lâmina raspadora. O re- vestimento resultante pode ser seco em um ambiente de alta temperatura. Em um exemplo, a secagem pode ser realizada a cerca de 50 °C em forno de laboratório, por diversas horas, como 3 a 6 horas. Em alguns exemplos, uma etapa de secagem adicional em uma temperatura ainda mais alta como 100°C pode ser realizada por algum tempo, como 1 hora. Este processo de revestimento pode ser repetido múltiplas vezes para obter uma espessura desejada.

[0130] Podem haver inúmeras maneiras de se aplicar a camada de eletrólito polimérico como por revestimento por aspersão, impressão, ou rodo ou formação de camada por borda de faca. Aqui novamente, a camada depositada pode ser submetida à secagem para remover uma quantidade de solvente.

[0131] Com referência à Figura 4D, um ânodo de zinco 440 pode ser aplicado na camada de eletrólito polimérico. A capacitação adicional para as formulações e processamento dos ânodos em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n-14/819.634, depositado em 6 de agosto de 2015, que é aqui incorporado a título de referência.

[0132] Em alguns exemplos, a camada da superfície do eletrólito polimérico pode ter uma quantidade adicional de solvente ou eletrólito polimérico reaplicado para ajudar na ligação entre o eletrólito polimérico e a camada de ânodo. Em outros exemplos, o processo de ligação pode proceder sem a reaplicação de solvente ou eletrólito polimérico. Podem haver inúmeras formas de se aplicar o ânodo de zinco; entretanto, em um exemplo, uma folha de zinco pode ser laminada ao eletrólito polimérico. Em alguns exemplos, o processo de laminação aplicará calor e pressão enquanto evacua a fase gasosa ao redor da região sendo aplicada. A laminação de eletrodos com eletrólitos poliméri-cos pode ser realizada entre os cilindros de pressão aquecidos em um nível de temperatura e pressão que não afeta significativamente a es- trutura polimérica. Por exemplo, a laminação pode ser realizada entre 70°C e 130°C, preferivelmente entre 100°C e 125°C, e mais preferivelmente em cerca de 110°C. A pressão, em alguns exemplos, pode ser uma carga de pressão linear entre cerca de 20 e 180 quilogramas por centímetro (kg/cm), preferivelmente entre cerca de 55 e 125 kg/cm. Ficará evidente que as condições ideais de temperatura e pressão dependerão da construção laminar específica e modo de seu uso.

[0133] Em alguns exemplos, os cilindros do material podem ser processados nas maneiras descritas nas Figuras 4A - 4C e, então, se juntam no processo de laminação a vácuo quente relacionado à Figura 4D. Este processamento pode ser chamado de um processo de fabricação de cilindro a cilindro.

[0134] Com referência à Figura 4E, o dispositivo de batería do ele-trólito polimérico resultante pode ser temperado em um tratamento térmico 450 que secará a estrutura. Em alguns exemplos, o tratamento térmico também pode melhorar as características nas interfaces re-cém-formadas entre os coletores, o cátodo, o eletrólito e o ânodo.

[0135] A função da batería formada bem como sua biocompatibili-dade pode depender fortemente de encapsulação da estrutura da batería de eletrólito polimérico em maneiras que isolam a estrutura de batería de seu ambiente, enquanto possibilita que os contatos da batería sejam feitos aos dispositivos fora da encapsulação. Os vários meios de encapsulação conforme discutidos nas seções sobre vedação e embalagem, até o momento, podem ser usados para realizar a etapa de encapsulação 460 ilustrada na Figura 4F.

[0136] A capacitação adicional para as formulações e processamento dos ânodos em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n2 14/827.613, depositado em 17 de agosto de 2015, que é aqui incorporado a título de referência.

[0137] Em alguns exemplos, um par de filmes de encapsulação pode ser usado para circundar o elemento de batería. Os filmes podem ser pré-cortados em várias localizações para expor as regiões onde os contatos do coletor estão localizados. Depois disso, os dois filmes podem ser colocados ao redor do elemento de batería e uma vedação é unida. Em alguns exemplos, a vedação pode ser formada por tratamento térmico das camadas de vedação para fluir entre si e formar uma vedação. Em outros exemplos relacionados, um laser para formar uma vedação pode ser usado. Podem existir outros materiais vedan-tes, como colas e adesivos, que podem ser adicionados após a vedação formada para melhorar a integridade da vedação.

[0138] Pode haver outro pós-processamento que é realizado nos elementos de batería. Em exemplos onde cilindros de material estão sendo tratados para formar os elementos da batería encapsulados, um processo subsequente pode singularizar ou recortar os elementos de batería da folha resultante que é formada. Um laser para cortar as baterias pode ser usado. Em outros exemplos, uma matriz pode ser usada para perfurar os elementos de batería com uma superfície cortante de formato específico. Conforme mencionado anteriormente, alguns designs singulares de batería podem ser retilíneos, enquanto que outros designs podem ser curvilíneos, combinando com uma curva de um elemento inserível da lente de contato, por exemplo.

Resultados do desempenho exemplificador para baterias de eletrólito polimérico [0139] Amostras exemplificadoras das baterias de eletrólito polimérico são formadas com o uso do exemplo de processamento referido em relação às Figuras 4A a 4F. Com referência às Figuras 5A a D, os resultados da caracterização das amostras exemplificadoras são encontrados. Amostras foram formadas com um fator de forma geral de 5 mm por 1 mm e uma espessura de aproximadamente 135 mí-crons. Para dados de caracterização, a área de ânodo eficaz para as amostras de batería tinha aproximadamente 3x10 3 cm2. Na Figura 5A, as características de descarga de uma célula de batería exemplificado-ra podem ser encontradas. Em um desempenho estável com uma tensão de célula de aproximadamente 1,3V pode ser observado, indicando boa capacidade de energia e desempenho de vida da célula. Na Figura 5B, a caracterização de frequência das amostras exemplificado-ras foi realizada e um gráfico de "Nyquist" resultante é exibido. Nas Figuras 5C e 5D os caracteres de frequência bruta são exibidos. A Figura 5C exibe os resultados de impedância versus frequência obtidos. A Figura 5D exibe os resultados do ângulo de fase versus frequência medidos das amostras exemplificadoras.

Uma abordagem baseada na cavidade para baterias poliméricas primárias [0140] Uma abordagem do laminado com base na cavidade pode fornecer meios para fabricar baterias poliméricas do tipo aqui apresentado, uma abordagem que pode ser especificamente útil para baterias de formato curvilíneo.

[0141] A capacitação adicional para os dispositivos com base na cavidade e dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n2 14/746.160, depositado em 22 de junho de 2015, que é aqui incorporado a título de referência.

[0142] A cavidade pode possibilitar que as características forneçam marcas de registro para o alinhamento das várias etapas de processamento. Adicionalmente, para o processamento que envolve deposição da camada da borda da faca, a presença de uma cavidade alinhada pode facilitar a utilização eficiente de produtos químicos e folhas metálicas. A estrutura laminada pode também suportar os filmes de contato independentemente da espessura de tais filmes para um design específico de batería.

[0143] As camadas laminadas usadas para formar uma cavidade podem também ser submetidas a singularização em punção em múltiplas etapas. Por exemplo, a região de contorno desejada em torno de um elemento de batería pode ser cortada com uma punção onde os contatos do coletor e do ânodo não são singularizados. Dessa forma, as baterias podem ser encapsuladas na forma de folha. Isso pode ser de particular valor para os elementos de batería de formato curvilíneo.

[0144] Com referência às Figuras 6A a 6C, um exemplo de uma célula de batería modificada baseada em cavidade é representado com aspectos exemplificadores de vedação/difusão. Observe que o formato da batería é retilíneo; entretanto, deve-se compreender que formatos curvilíneos seguem o mesmo processamento. Detalhes exemplificadores das etapas de processamento, como formulações da pasta aquosa de cátodo e a mistura de fundição do eletrólito, podem ser similares ou idênticos aos exemplos descritos anteriormente nesta descrição; dessa forma, a descrição do sumário é fornecida para essas etapas no seguinte exemplo.

[0145] Começando com a Figura 6A, uma vista superior de um elemento de energização biocompatível exemplificador com eletrólitos poliméricos e sem encapsulação é ilustrada. A região periférica 601 pode ser isolada para possibilitar que os filmes do topo e do fundo en-capsulem o elemento de energização. O dispositivo de batería pode conter ao menos um coletor da corrente de ânodo 602 com ânodo e adesivos/selantes internos para conectar o coletor de corrente à peça laminada. O envelope capaz de vedar a região periférica 601 pode compreender as peças laminadas de filme polimérico 609 capazes de vedar, como polipropileno conforme descrito com mais detalhes abaixo. Os adesivos/selantes internos 1308 podem compreender adesivos sensíveis à pressão (ASP) como poli-isobutileno. Pode haver um contato de ânodo externo 603.

[0146] Poli-isobutileno (PIB) pode ser um material comercialmente disponível que pode ser formulado em composições de ASP que satisfazem muitos, se não todos, os requisitos desejáveis. Além disso, PIB pode ser um selante de barreira excelente com absorbância de água muito baixa e baixa permeabilidade a oxigênio. Um exemplo de PIB útil nos exemplos da presente invenção pode ser Oppanol® B15 pela BASF Corporation.

[0147] Em seguida, a Figura 6B ilustra uma vista de baixo para cima exemplificadora do elemento de batería sem encapsulação. Até aqui, a periferia 601 do dispositivo pode ser cortada a partir de suas camadas circundantes e possibilitar a encapsulação do dispositivo nas etapas subsequentes. Em alguns exemplos, as vedações podem ser formadas por um processo de soldagem que pode envolver processamento térmico, a laser, por solvente, por fricção, ultrassônico ou de arco. Em outros exemplos, vedações podem ser formadas através do uso de selantes adesivos como colas, epóxis, acrílicos, borracha natural e borracha sintética. Outros exemplos podem derivar da utilização de material tipo guarnição que pode ser formado de cortiça, borracha natural e sintética, poli(tetrafluoroetileno) (PTFE), polipropileno e silicones para mencionar alguns exemplos não limitadores. Por baixo, o coletor de corrente de cátodo 604 com cátodo é também visível. Pode haver um contato de cátodo externo 605.

[0148] A Figura 6C ilustra uma vista em seção transversal de borda longa exemplificadora de uma batería polimérica sem encapsulação contendo um coletor da corrente de ânodo 602, sendo que o coletor da corrente de ânodo é o ânodo também, um coletor da corrente de cátodo 604 com cátodo 612 e um eletrólito polimérico 610 que também funciona como um separador e adesivo/selante 608 para vedar as peças laminadas 609 nas camadas do coletor associadas e entre si.

[0149] Durante o processamento posterior, a periferia 601 do dispositivo pode ser envolvida com camadas vedantes. As camadas po- dem envolver os componentes do elemento de energização biocompa-tível do topo e do fundo; os contatos do coletor de ânodo e cátodo não são vedados nas extremidades de modo que o contato externo possa ser feito.

[0150] Com referência às Figuras 7 A a 7J, o processamento de uma batería com base em eletrólito polimérico é representado. A Figura 7A mostra um contato de cátodo 710 com um revestimento de carbono 715. Nos exemplos onde o revestimento de carbono pode revestir ambos os lados do contato de cátodo, uma parte pode ser revestida ou removida para expor uma conexão de contato. O processamento pode continuar para a Figura 7B, uma camada de laminado 720 com uma camada de liberação 721 podem ter uma cavidade pré-formada 722. A camada de laminado 720 pode ser aderida ao contato de cátodo 710 sobre o revestimento de carbono 715. Com referência à Figura 7C, uma pasta aquosa de cátodo, conforme discutido com referência à Figura 4B, pode ser usada para preencher a cavidade 722 com o cátodo 730. Na Figura 7D a camada de liberação pode ser removida e a camada de cátodo pode ser seca por vários meios, conforme foi anteriormente discutido. Isso forma as peças de cátodo que podem ser unidas às peças de ânodo e eletrólito. As etapas de processamento exemplificadoras para formar as peças de ânodo e eletrólito seguem nas próximas etapas.

[0151] Com referência à Figura 7E, um contato de ânodo 750, que pode ser um filme de zinco conforme discutido nas seções anteriores, ou pode ser um filme de ânodo de vários tipos pode ter um segundo filme laminado 751 com uma segunda cavidade 753 colocada sobre o mesmo. A segunda cavidade 753 pode alinhar-se com a primeira cavidade 722 quando as duas peças são finalmente unidas. A peça laminada pode ter uma camada de liberação 752. Com referência em seguida à Figura 7F, a segunda cavidade pode ser preenchida com uma formulação de eletrólito polimérico, conforme descrito anteriormente nessa descrição para formar o eletrólito polimérico 760.

[0152] Com referência à Figura 7G, a camada de liberação 752 pode ser removida e o eletrólito polimérico pode ser seco por vários meios. As duas peças, o cátodo preenchido com laminado e o eletrólito polimérico preenchido com laminado podem ser unidos conforme representado na Figura 7H. Um laminador à vácuo 770 pode aquecer as duas peças e pressioná-las juntas para formar a peça laminada conforme representado na Figura 7I. A estrutura do laminado pode ter várias marcas de alinhamento impressas no corpo do laminado, que podem ser utilizadas para alinhamento dos vários processamentos e pode alinhar as regiões alvo ao redor do corpo da batería a ser cortado por punção ou corte a laser ou por outros meios. O corte pode ser usado para cortar o material ao redor da batería. Na Figura 7J, uma vista de cima para baixo é mostrada com um corpo da batería 780 que teve material da estrutura do laminado cortada ou punçada para formar a lacuna 781. Um processo de vedação subsequente com uma folha acima e abaixo da camada de batería pode agora criar uma vedação inteiramente ao redor do corpo da batería. Em alguns exemplos, as folhas de vedação acima e abaixo do corpo da batería podem ter orifícios nas mesmas que se alinham a pontos de contato desejados nos coletores de corrente. No exemplo representado, as abas 782 para segurar os corpos da batería podem ser deixadas conectadas à bateria. As camadas vedantes podem não cobrir uma região de extremidade das baterias quando essas abas 782 são subsequentemente cortadas para singularizar os elementos de bateria. Em alguns exemplos, os meios de singularização incluindo corte a laser ou punção de matriz aquecida podem criar uma vedação nessas camadas à medida que ela corta. Nos exemplos, um corpo da bateria linear é representado, mas formatos curvilíneos podem ser processados em uma forma simi- lar utilizando as etapas conforme foram representadas.

[0153] Estruturas de selagem bem projetadas e os materiais de vedação associados podem aprimorar a biocompatibilidade do dispositivo de energização, já que materiais podem ser mantidos em zonas que não interagem com superfícies biologicamente em contato. Adicionalmente, vedações bem formadas podem aprimorar a capacidade da batería de receber forças de vários tipos e não irá se romper, expondo o conteúdo da cavidade ou cavidades de uma batería.

[0154] A composição do eletrólito polimérico melhora inerentemente a biocompatibilidade do elemento de energização bem como sua re-siliência ao efeito da difusão externa na batería. O aspecto de estado sólido da cadeia polimérica principal e seu confinamento dos íons, seja em solvente ou não, reduz as forças que podem causar perda de eletrólito por difusão para fora do dispositivo.

[0155] Os exemplos aqui apresentados discutiram os dispositivos de batería primária do eletrólito polimérico que foram formados de acordo com as diversas maneiras descritas na presente invenção. Em níveis maiores, em alguns exemplos, estes dispositivos de batería podem ser incorporados em dispositivos biomédicos como lentes oftálmi-cas, como discutido em referência à Figura 1B.

[0156] Nos exemplos das lentes de contato, o dispositivo de batería pode ser conectado a um elemento eletroativo onde a batería reside dentro de um inserto com o elemento eletroativo ou fora do inserto. O elemento inserível, o elemento eletroativo e a batería como um todo podem ser encapsulados com formulações de hidrogel adequadas para conferir biocompatibilidade ao dispositivo biomédico. Em alguns exemplos o hidrogel pode conter formulações que retém os aspectos umidificantes do hidrogel encapsulante. Assim, vários aspectos de biocompatibilidade relacionados ao cartucho que contém componentes são relevantes para a biocompatibilidade do dispositivo biomédico co- mo um todo. Estes aspectos podem incluir permeabilidade de oxigênio, molhabilidade, compatibilidade química e permeabilidade de solução como poucos exemplos não limitadores.

[0157] A batería e o elemento inserível podem interagir com ambientes umidificantes, e portanto as estratégias para biocompatibilidade da batería por si são muito relevantes para o dispositivo biomédico como um todo. Em alguns exemplos, imagina-se que vedações evitem a entrada e saída de materiais dentro do inserto e para dentro do dispositivo da batería. Nestes exemplos, o projeto da camada encapsu-lante de hidrogel pode ser alterada para permitir a umidade e permeabilidade ao redor do inserto e do dispositivo da batería, por exemplo. Em alguns outros exemplos, a evolução de gás pode permitir que algumas espécies de gás passem através dos dispositivos de batería, através do encapsulamento de hidrogel e para dentro do ambiente do dispositivo biomédico. As partes de um dispositivo biomédico, tanto para um dispositivo oftálmico ou para outros dispositivos que contenham fluidos e camadas de células de um usuário pode ser projetado para combinar com as camadas de interface do dispositivo biomédico com o ambiente biológico no qual o dispositivo biomédico será colocado. Camadas de encapsulação externas de dispositivos eletroativos e baterias [0158] Em alguns exemplos, um material preferencial de encapsulamento que pode formar uma camada de encapsulamento em dispositivo biomédico pode incluir um componente contendo silicone. Em um exemplo, essa camada de encapsulamento pode formar um contorno de lente de uma lente de contato. Um "componente contendo silicone" é um que contém ao menos uma unidade de [-Si-O-] em um monômero, macrômero ou pré-polímero. De preferência, o Si total e o Si ligado a O estão presentes no componente contendo silicone em uma quantidade maior que cerca de 20 por cento em peso, e com mais preferência maior que 30 por cento em peso do peso molecular total do componente contendo silicone. Os componentes contendo silicone úteis compreendem, de preferência, grupos funcionais polimeri-záveis como acrilato, metacrilato, acrilamida, metacrilamida, vinila, N-vinil lactama, N-vinilamida e grupos funcionais de estirila.

[0159] Em alguns exemplos, a aba da lente oftálmica, também chamada de camada de encapsulação do inserto, que circunda o in-serto pode compreender formulações de lentes oftálmicas com hidro-gel padrão. Materiais exemplificadores com características que podem fornecer uma semelhança aceitável a vários materiais do elemento de inserção podem incluir, por exemplo, a família Narafilcon (inclusive Na-rafilcon A e Narafilcon B) e a família Etafilcon (inclusive Etafilcon A). Uma discussão mais inclusiva tecnicamente segue a natureza dos materiais consistentes com a técnica da presente invenção. O versado na técnica com habilidade ordinária pode reconhecer que outro material, que não aqueles discutidos, pode também formar um invólucro aceitável ou invólucro parcial dos elementos de inserção vedados e encap-sulados e deve ser considerado consistente e incluído no escopo das reivindicações.

[0160] Componentes contendo silicone adequados incluem os compostos de fórmula I em que R1 é independentemente selecionado dentre grupos mono-valentes reativos, grupos alquila monovalentes, ou grupos arila mono-valentes, qualquer um dos anteriores, que podem compreender adicionalmente funcionalidades selecionadas a partir de hidroxila, amino, oxa, carboxila, alquilcarboxila, alcoxila, amida, carbamato, carbonato, halogênio ou as suas combinações; e cadeias de siloxano monovalen-tes compreendendo de 1 a 100 unidades de repetição de Si-0 que podem compreender adicionalmente funcionalidades selecionadas a partir de alquila, hidróxi, amino, oxa, carbóxi, carboxialquila, alcóxi, amido, carbamato, halogênio ou combinações dos mesmos; onde b = 0 a 500, e onde compreende-se que, quando b for diferente de 0, b é uma distribuição tendo um modo igual a um valor estabelecido; em que pelo menos um R1 compreende um grupo reativo monovalente, e em alguns exemplos entre um e 3 R1 compreendem grupos reativos monovalentes.

[0161] Como usado aqui "grupos reativos monovalentes" são grupos que podem passar por polimerização por radicais livres e/ou poli-merização catiônica. Alguns exemplos não limitadores de grupos reativos de radical livre incluem (met)acrilatos, estirilas, vinilas, éteres de vinila, C1-6alquil(met)acrilatos, (met)acrilamidas, C1-6alquil(met)acrilamidas, N-vinilactamas, N-vinilamidas, C2-5alquenilas, C2-5alquenilfenilas, C2-5alquenilnaftilas, C2-5alquenilfenil C1-6alquilas, O-vinilcarbamatos e O-vinilcarbonatos. Os exemplos não limitadores de grupos reativos catiônicos incluem éteres de vinila ou grupos epóxido e misturas dos mesmos. Em uma modalidade, os grupos reativos de radical livre compreendem (met)acrilato, acrilóxi, (met)acrilamida e misturas dos mesmos.

[0162] Grupos alquila e arila monovalentes adequados incluem grupos C1 a C16alquila monovalentes não substituídos, grupos C6-C14 arila, como metila, etila, propila, butila, 2-hidróxi-propila, propoxi-propila, polietilenoxipropila substituídos e não substituídos, combinações dos mesmos e similares.

[0163] Em um exemplo, b é zero, um R1 é um grupo reativo monovalente, e pelo menos 3 R1 são selecionados a partir de grupos al- quila monovalentes que têm um a 16 átomos de carbono, e, em outro exemplo, a partir de grupos alquila monovalentes que têm um a 6 átomos de carbono. Exemplos não limitadores de componentes de silicone dessa modalidade incluem éster 2-metil-,2-hidróxi-3-[3-[1,3,3,3-tetrametil-1 -[(trimetilsilil)óxi]disiloxanil]propóxi]propílico ("SiGMA"), 2- hidróxi-3-metacriloxipropiloxipropil-tris (trimetilsiloxi)silano, 3- metacriloxipropiltris(trimetilsilóxi)silano ("TRIS"), 3-metacriloxipropilbis(trimetilsiloxi)metilsilano e 3-metacriloxipropilpentametildissiloxano.

[0164] Em um outro exemplo, b é 2 a 20, 3 a 15 ou em alguns exemplos 3 a 10; pelo menos um R1 terminal compreende um grupo reativo monovalente e os R1 restantes são selecionados dentre grupos alquila monovalentes com 1 a 16 átomos de carbono e, em outra modalidade, dentre grupos alquila monovalentes com 1 a 6 átomos de carbono. Em ainda outra modalidade, b é 3 a 15, um R1 terminal compreende um grupo reativo monovalente, o outro R1 terminal compreende um grupo alquila monovalente que tem 1 a 6 átomos de carbono e os R1 restantes compreendem grupos alquila monovalentes que têm 1 a 3 átomos de carbono. Os exemplos não limitadores de componentes de silicone dessa modalidade incluem polidimetilsiloxano terminado em éter de (mono-(2-hidróxi-3-metacriloxipropil)-propila (peso molecular de 400 a 1.000)) ("OH-mPDMS"), polidimetilsiloxanos terminados em mono-n-butila terminada em monometacriloxipropila (peso molecular de 800 a 1.000), ("mPDMS").

[0165] Em um outro, exemplo, b é 5 a 400 ou de 10 a 300, ambos os R1 terminais compreendem grupos reativos monovalentes e os R1 restantes são selecionados independentemente a partir de grupos alquila monovalentes que têm, 1 a 18 átomos de carbono, que podem ter ligações éter entre átomos de carbono e podem compreender, ainda, halogênio.

[0166] Em um exemplo, onde uma lente de hidrogel de silicone é desejada, a lente da presente invenção será produzida a partir de uma mistura reativa que compreende pelo menos cerca de 20 e, de preferência, entre cerca de 20 e 70%, em peso, de componentes contendo silicone com base no peso total dos componentes monoméricos reativos a partir dos quais o polímero é feito.

[0167] Em outra modalidade, um a quatro R1 compreendem um carbonato ou carbamato de vinila com a seguinte fórmula: Fórmula II onde: Y denota O-, S- ou NH-, R denota hidrogênio ou metila, d é 1,2, 3 ou 4; e q é 0 ou 1.

[0168] Os monômeros de carbonato de vinila ou de carbamato de vinila contendo silicone incluem especificamente: 1,3-bis[4-(viniloxicarboniloxi)but-l -ilojtetrametildissiloxano; 3- (viniloxicarboniltio)propil[tris(trimetilsiloxi)silano]; 3- [tris(trimetilsilóxi)silil]propil alil carbamato; 3-[tris(trimetilsilóxi)silil]propil vinil carbamato; carbonato de trimetilsililetila e vinila; vinilcarbonato de trimetilsililmetila, e Onde sejam desejados dispositivos biomédicos com um módulo abaixo de cerca de 200, apenas um R1 deve compreender um grupo reativo monovalente e não mais que dois dos grupos R1 restantes compreenderão grupos siloxano monovalentes.

[0169] Uma outra classe de componentes contendo silicone inclui macrômeros de poliuretano com as seguintes fórmulas: Fórmula IV-VI (*D*A*D*G)a *D*D*E1; E(*D*G*D*A)a *D*G*D*E1 ou; E(*D*A*D*G)a *D*A*D*E1 onde: D denota um dirradical alquila, um dirradical alquilcicloalqui-la, um dirradical cicloalquila, um dirradical arila ou um dirradical alquila-rila que tem 6 a 30 átomos de carbono, G denota um dirradical alquila, um dirradical cicloalquila, um dirradical alquilcicloalquila, um dirradical arila ou um dirradical alquilari-la que tem 1 a 40 átomos de carbono e que pode conter ligações éter, tio ou amina na cadeia principal; * denota uma ligação uretano ou ureído; a é ao menos 1;

"A" denota um radical polimérico divalente de fórmula: Fórmula VII R11 denota independentemente um grupo alquila ou alquila fluoro-substituída que tem 1 a 10 átomos de carbono, que pode conter ligações éter entre os átomos de carbono; y é ao menos 1; e p fornece um peso da porção de 400 a 10.000; cada um de E e E1 denota, independentemente, um radical orgânico insaturado polimerizável representado pela Fórmula: Fórmula VIII onde: R5 é hidrogênio ou metila; R13 é hidrogênio, um ra- dical alquila que tem 1 a 6 átomos de carbono, ou um radical —CO— Y—R15 em que Y é —O—,Y—S— ou —NH—; R14 é um radical diva-lente que tem 1 a 5 átomos de carbono; X denota —CO— ou — OCO—; Z denota —O— ou —NH—; Ar denota um radical aromático tendo de 6 a 30 átomos de carbono; w é de 0 a 6; x é 0 ou 1; y é 0 ou 1; e z é 0 ou 1.

[0170] Um componente contendo silicone preferencial é um ma-crômero de poliuretano, representado pela seguinte fórmula: Fórmula IX em que R16 é um dirradical de um di-isocianato após remoção do grupo isocianato, como o dirradical de di-isocianato de isoforona. Outro macrômero contendo silicone adequado é o composto de fórmula X (no qual x + y é um número na faixa de 10 a 30) formado pela reação de fluoréter, polidimetil siloxano terminado em hidróxi, di-isocianato de isoforona e isocianatoetilmetacrilato.

Fórmula X

[0171] Outros componentes contendo silicone adequados para uso na presente invenção incluem macrômeros contendo grupos polis-siloxano, éter de polialquileno, di-isocianato, hidrocarbonetos polifluo-rados, éter polifluorado e polissacarídeos; polissiloxanos com um grupo lateral ou um enxerto de fluorado polar tendo um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de carbono substituído por diflúor terminal; metacrilatos de siloxanila hidrofílicos contendo ligações éter e siloxani-la e monômeros reticuláveis contendo grupos poliéter e polissiloxanila.

Em alguns exemplos, a base de polímero pode ter zwitterions incorporados nesta. Estes zwitterions podem exibir cargas de ambas polaridades ao longo da cadeia de polímeros quando o material está na presença de um solvente. A presença dos zwitterions pode aprimorar a molhabilidade do material polimerizado. Em alguns exemplos, qualquer um dos polissiloxanos anteriormente mencionados pode também ser usado como uma camada encapsulante na presente invenção. Dispositivos biomédicos que utilizam baterias com eletrólitos poliméri-cos [0172] As baterias biocompatíveis podem ser usadas em dispositivos biocompatíveis como, por exemplo, dispositivos eletrônicos im-plantáveis, como marcapassos e coletores de microenergia, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, dispositivos oftálmicos, bombas microdimensionadas, desfibriladores, stents, e similares.

[0173] Os exemplos específicos foram descritos para ilustrar as modalidades da amostra para a mistura de cátodo para uso em baterias biocompatíveis. Esses exemplos têm o propósito de ilustrar mencionado e não se destinam a limitar o escopo das reivindicações de qualquer maneira. Consequentemente, a descrição tem como intenção englobar todos os exemplos que podem ser evidentes aos versados na técnica.

[0174] Embora se acredite que o que é mostrado e descrito sejam as modalidades mais práticas e preferenciais, fica evidente que certas discrepâncias dos projetos e dos métodos específicos descritos e mostrados poderão se apresentar aos versados na técnica e poderão ser usadas sem que se afaste do espírito e do escopo da invenção. A presente invenção não se restringe às construções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser interpretada de modo coeso com todas as modificações que possam se enquadrar no escopo das reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Dispositivo biomédico, caracterizado por compreender: um componente eletroativo; uma batería que inclui um coletor de corrente do ânodo; um coletor de corrente de cátodo; um ânodo; um eletrólito polimérico, sendo que o eletrólito polimérico compreende uma espécie iônica; um catodo de óxido metálico de transição; uma primeira camada laminada que compreende uma primeira cavidade, sendo que a primeira cavidade contém uma quantidade do eletrólito polimérico; e uma segunda camada laminada que compreende uma segunda cavidade, sendo que a segunda cavidade contém uma quantidade de cátodo de dióxido de manganês; e uma primeira camada de encapsulação biocompatível, sendo que a primeira camada de encapsulação biocompatível encapsula ao menos o componente eletroativo e a batería.

2. Dispositivo médico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ânodo compreender zinco; pelo ânodo e o coletor de corrente do ânodo serem uma camada única; e pelo cátodo de óxido metálico de transição compreender manganês.

3. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela composição do eletrólito compreender poli(fluoreto de vinilideno).

4. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela composição do eletrólito compreender íon de zinco.

5. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela composição do cátodo de dióxido de manganês compreender dióxido de manganês eletrolítico moído.

6. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela composição do cátodo de dióxido de manganês compreender poli(fluoreto de vinilideno).

7. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela composição do cátodo de dióxido de manganês compreender negro de fumo.

8. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo ânodo de zinco ser uma folha de zinco.

9. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela batería compreender uma vedação nos filmes de encapsulação que envolvem mais de 90 por cento das partes da batería não utilizadas para a produção de contatos externos.

10. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela espessura da batería biocompatível ser menor do que 1 mm ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões da batería.

11. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela espessura da batería biocompatível ser menor que 500 mícrons ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões da batería.

12. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela espessura da batería biocompatível ser menor que 250 mícrons ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões da batería.

13. Dispositivo biomédico, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo formato da batería ser curvilíneo.

14. Método para fabricar uma batería, caracterizado por compreender: obter um filme coletor de cátodo, sendo que o filme de contato do cátodo compreende titânio; revestir o filme coletor de cátodo com um revestimento de carbono; obter uma primeira camada laminada, sendo que a primeira camada laminada compreende um primeiro corpo e ao menos uma primeira camada de liberação e um adesivo sensível à pressão nas superfícies do corpo; cortar um furo na primeira camada laminada; aderir o filme coletor de cátodo com o revestimento de carbono à primeira camada laminada, sendo que o furo na primeira camada laminada e o filme coletor de cátodo com revestimento de carbono criam uma primeira cavidade; depositar uma pasta aquosa de óxido metálico de transição na primeira cavidade e sob revestimento de carbono; secar o depósito do óxido metálico de transição; obter uma segunda camada laminada, sendo que a segunda camada laminada compreende um segundo corpo e ao menos uma segunda camada de liberação e um adesivo sensível à pressão nas superfícies do segundo corpo; cortar um furo na segunda camada laminada; aderir uma folha metálica à segunda camada laminada, sendo que o furo na segunda camada laminada e a folha metálica criam uma segunda cavidade; depositar um eletrólito polimérico compreendendo constituintes iônicos na segunda cavidade; secar o eletrólito polimérico; laminar a primeira camada laminada à segunda camada laminada, sendo que a primeira cavidade e a segunda cavidade se alinham ao menos em uma parte respectiva e o eletrólito polimérico e o depósito do óxido metálico de transição são laminados juntos; cortar o material das camadas laminadas em uma região periférica à primeira cavidade e à segunda cavidade; encapsular a folha metálica, o eletrólito polimérico, o depósito do óxido metálico de transição, o coletor de cátodo, a primeira camada laminada e a segunda camada laminada em um filme de encap-sulação biocompatível; e singularizar um elemento de batería da folha metálica en-capsulada, eletrólito polimérico, depósito do óxido metálico de transição e coletor de cátodo em um filme de encapsulação biocompatível.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo óxido metálico de transição compreender manganês, pela folha metálica compreender zinco; e pelos constituintes iônicos compreenderem zinco.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo elemento de batería singularizado ter uma espessura menor que 1 mm ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões do elemento de batería singularizado.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo elemento de batería singularizado ter uma espessura menor que 500 mícrons ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões do elemento de batería singularizado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo elemento de batería singularizado ter uma espessura menor que 250 mícrons ao menos ao longo de uma primeira dimensão das extensões do elemento de batería singularizado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo formato do elemento de batería singularizado ser curvilíneo.

20. Método para energizar um dispositivo biomédico, caracterizado por compreender: obter um filme coletor de cátodo, sendo que o filme de contato do cátodo compreende titânio; revestir o filme coletor de cátodo com um revestimento de carbono; obter uma primeira camada laminada, sendo que a primeira camada laminada compreende um primeiro corpo e ao menos uma primeira camada de liberação e um adesivo sensível à pressão nas superfícies do corpo; cortar um furo na primeira camada laminada; aderir o filme coletor de cátodo com o revestimento de carbono à primeira camada laminada, sendo que o furo na primeira camada laminada e o filme coletor de cátodo com revestimento de carbono criam uma primeira cavidade; depositar uma pasta aquosa de óxido metálico de transição na primeira cavidade; secar o depósito de dióxido de manganês; obter uma segunda camada laminada, sendo que a segunda camada laminada compreende um segundo corpo e ao menos uma segunda camada de liberação e um adesivo sensível à pressão nas superfícies do segundo corpo; cortar um furo na segunda camada laminada; aderir uma folha de zinco à segunda camada laminada, sendo que o furo na segunda camada laminada e a folha de zinco criam uma segunda cavidade; depositar um eletrólito polimérico compreendendo constituintes iônicos na segunda cavidade; secar o eletrólito polimérico; laminar a primeira camada laminada à segunda camada laminada, sendo que a primeira cavidade e a segunda cavidade alinham-se ao menos em uma parte respectiva, e o eletrólito polimérico e o depósito de dióxido de manganês são laminados juntos; cortar o material das camadas laminadas em uma região periférica à primeira cavidade e à segunda cavidade; encapsular a folha de zinco, o eletrólito polimérico, o depósito de dióxido de manganês, o coletor de cátodo, a primeira camada laminada e a segunda camada laminada em um filme de encapsulação biocompatível; conectar o coletor de corrente de ânodo a um dispositivo eletroativo; conectar o coletor de corrente de cátodo ao dispositivo eletroativo; encapsular a estrutura laminar e o dispositivo eletroativo em uma segunda camada de encapsulação biocompatível para formar um dispositivo biomédico.