DE69415858T2

DE69415858T2 - Verfahren zur Befestigung eines Testers an eine Batterie und so hergestellte Batterie

Info

Publication number: DE69415858T2
Application number: DE69415858T
Authority: DE
Inventors: David P. Monticello Mn 55362 Mcconnon; Victor H. Plantation Florida 33322 Weiss
Original assignee: Morgan Adhesives Co
Current assignee: Morgan Adhesives Co
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2014-04-30
Also published as: DE69415858D1; US5626978A; JPH07140217A; CA2122747C; TW278255B; EP0624915A1; SG48709A1; US5409788A; CA2122747A1; EP0624915B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Prüfeinrichtung an einer Batterie, bei dem die Prüfeinrichtung einen integrierten Bestandteil des Aufklebers bildet, der die Batterie umhüllt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Batterien werden im allgemeinen über unterschiedliche Zeitperioden gelagert, bevor sie verwendet werden. Die Batterien können vom Verkäufer gelagert werden, und häufig, wenn sie gekauft wurden, werden sie wiederum vom Käufer gelagert, bevor sie verwendet werden. Es ist daher wünschenswert, daß eine gewisse Art von Prüfeinrichtung vorhanden ist, um zu ermitteln, ob eine Batterie eine ausreichende Ladung aufweist, um ein gewünschtes Gerät zu betreiben. Anfangs wurden separate Batterieprüfer entwickelt, die die in der Batterie verbleibende Stärke messen konnten. Kürzlich wurden Batterieprüfer entwickelt, die entweder im Batteriegehäuse eingeschlossen oder im Aufkleber eingefügt sind, der an der Batterie befestigt wird. Die Prüfer zeigen im allgemeinen die in der Batterie verbleibende Kapazität.
Das U.S. Patent Nr. 4702564 offenbart eine Einrichtung für das Prüfen einer Batterie, insbesondere einer kleinen, transportablen Batterie, die ein elastisches transparentes Trägermaterial aufweist, auf dem ein schmales Band eines schwarzen lichtabsorbierenden Materials aufgetragen ist. Ein leitendes Material, das nach außen in entgegengesetzten Richtungen von einem Mittelpunkt aus zu einem Paar äußere Anschlussklemmen konisch zulaufen kann, wird danach oben auf das Trägermaterial auf die gleiche Seite des Trägermaterials als die absorbierende Schicht oder auf die gegenüberliegende Seite des Trägermaterials als die absorbierende Schicht aufgetragen. Eine Schicht eines cholesterischen Flüssigkristallmaterials wird danach auf dem Trägermaterial auf der gegenüberliegenden Seite von der schwarzen absorbierenden Schicht oder über der absorbierenden Schicht aufgetragen. Das leitende Material ist ein Leiter auf Epoxidharzklebstoffbasis, vorzugsweise Silber, direkt auf das Trägermaterial gedruckt oder gestrichen. Eine Indikatorskala ist längs der Abschnitte des leitenden Materials angeordnet. Um eine Trockenbatterie zu prüfen, werden die Klemmenenden des leitenden Materials in Kontakt mit den Batterieklemmen angeordnet, wodurch veranlaßt wird, daß ein Strom fließt, der das leitende Material erwärmt, wobei die erzeugte Wärme im Mittelpunkt am intensivsten ist und nach außen strahlt. Die Wärme wird durch das dünne Trägermaterial auf die Flüssigkristallschicht übertragen, was zu einer Farbänderung im Flüssigkristall führt. Der Verlauf der Farbänderung längs der Länge der Indikatorskala vom Mittelpunkt nach außen, ist dem Strom oder Spannungsausgang oder dem Zustand der zu prüfenden Batterie proportional und kann auf der Indikatorskala abgelesen werden, die dementsprechend geeicht ist. Der Prüfer umfaßt ebenfalls eine Einrichtung für das Ermitteln der Amperestunden oder der Lebensdauer einer Batterie.
Das U.S. Patent Nr. 5015544 offenbart eine Batteriestärkeanzeige- und Schalteinrichtung an einer Batterie die über die Anschlußklemmen der Batterie gekoppelt ist, und die mit einer Anzeigeeinrichtung versehen ist, um die Stärke der Batterie anzuzeigen, und außerdem ist die Batteriestärkeanzeigeeinrichtung ebenfalls mit einem in Reihe geschalteten Schalter versehen, der leicht niedergedrückt werden kann, um den Stromkreis zu schließen, um so die Indikatoreinrichtung über den Anschlußklemmen der Zelle anzuordnen und die Ladung der Batterie anzuzeigen.
Das U.S. Patent Nr. 5059895 offenbart ein Batterievoltmeter das aufweist:
(A) eine dielektrische Schicht;
(B) eine leitende Schicht über oder unter einer der Oberflächen der dielektrischen Schicht; und
(C) eine temperaturempfindliche Farbindikatorschicht in Wärmekontakt mit der leitenden Schicht,
dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (i) eine Wärmeisoliereinrichtung unter einer ihrer Oberflächen und (ii) eine ausreichende Wärmeerzeugungskapazität aufweist, um eine Veränderung in der temperaturempfindlichen Farbindikatorschicht zu beeinflussen. Das Voltmeter kann in einen Aufkleber integriert und direkt an der Batterie befestigt werden.
Das U.S. Patent Nr. 4835475 offenbart einen Apparat für das Anzeigen der elektromotorischen Kraft einer Trockenbatterie, der aufweist:
(i) einen Schichtträger;
(ii) eine elektrisch leitende Schicht, die auf einer Seite des Schichtträgers angeordnet ist;
(iii) eine Schutzschicht, die auf der elektrisch leitenden Schicht angeordnet ist; und
(iv) eine Thermochromschicht, die auf der anderen Seite des Schichtträgers angeordnet ist.
Das EP-A-0523901 offenbart einen Batterieprüfer, der in einem Batterieaufkleber integriert ist, bei dem der Aufkleber als ein Trägermaterial für eine wärmeempfindliche Indikatorschicht und eine leitende Schaltkreisschicht funktioniert, wobei die leitende Schaltkreisschicht an einem Ende an einer der Batterieklemmen befestigt ist und mit der anderen Anschlußklemme in Kontakt kommen kann, und eine nichtleitende Schicht ist über jenen Abschnitten der leitenden Schicht angeordnet, die vom Batteriebehälter isoliert gehalten werden soll.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Batterieprüfeinrichtung, die mit dem Batterieaufkleber montiert wird, und die wenige Bauteile aufweist, wodurch sie leicht montierbar ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung einer Batterieprüfeinrichtung, die im Batterieaufkleber integriert ist, und die kostenwirksam herzustellen und für einen wirksamen automatischen Montagebetrieb geeignet ist.
Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Batterietestaufklebers für eine Batterie.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Befestigung eines Batterietestaufklebers an einer Batterie, die eine erste Anschlußklemme und eine zweite Anschlußklemme aufweist, das die folgenden Schritte aufweist:
(a) Herstellen einer nichtleitenden Trägerschicht mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche, wobei auf der oberen Fläche ein wärmeempfindliches Material und auf der unteren Fläche eine Klebstoffschicht aufgetragen werden;
(b) Herstellen einer leitenden Schaltkreisschicht mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche und danach Befestigen der oberen Fläche der leitenden Schaltkreisschicht auf der unteren Fläche der nichtleitenden Trägerschicht und Anordnen der leitenden Schaltkreisschicht so, daß eine erste Fläche der leitenden Schaltkreisschicht über der ersten Anschlußklemme und eine zweite Fläche über der zweiten Anschlußklemme der Batterie angeordnet wird, wenn die Trägerschicht auf der Batterie befestigt wird;
(c) Überziehen der Fläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht mit einem nichtleitenden Material; und
(d) Kleben der unteren Fläche der Trägerschicht auf die Batterie, so daß die erste Fläche der leitenden Schaltkreisschicht über der ersten Anschlußklemme und die zweite Fläche der leitenden Schaltkreisschicht über der zweiten Anschlußklemme angeordnet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) aufweist:
(i) Auftragen einer nichtleitenden abtrennbaren Schicht über der unteren Fläche der Trägerschicht, wobei die abtrennbare Schicht einen ausgeschnittenen Abschnitt aufweist, der über der leitenden Schaltkreisschicht zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht so angeordnet ist, daß, wenn die abtrennbare Schicht entfernt wird, die Fläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht durch den ausgeschnittenen Abschnitt der abtrennbaren Schicht überzogen wird; und
(ii) Entfernen der abtrennbaren Schicht von der unteren Fläche der Trägerschicht, wobei der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht über mindestens der Fläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht verbleibt, so daß die erste Fläche und die zweite Fläche der leitenden Schicht freigelegt werden; und dadurch, daß die erste Fläche durchgebogen werden kann, um mit der ersten Anschlußklemme in Kontakt zu kommen, und daß die zweite Fläche durchgebogen werden kann, um mit der zweiten Anschlußklemme in Kontakt zu kommen, um einen elektrischen Stromkreis zwischen den Anschlußklemmen zu schließen, der veranlassen wird, daß Strom durch die leitende Schaltkreisschicht fließt, wodurch Wärme erzeugt wird, die durch das wärmeempfindliche Material nachgewiesen wird.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Batterie mit einer ersten Anschlußklemme und einer zweiten Anschlußklemme von entgegengesetzter Polarität, wobei die Batterie mindestens teilweise umhüllt ist mit: einer nichtleitenden Schicht, die eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweist; einer leitenden Schaltkreisschicht, die auf mindestens einem Abschnitt der unteren Fläche angeordnet ist und sich so erstreckt, daß eine erste Fläche über der ersten Anschlußklemme und eine zweite Fläche über der zweiten Anschlußklemme der Batterie angeordnet wird; einem nichtleitenden Material, das über einem Abschnitt der leitenden Schaltkreisschicht angeordnet ist, so daß mindestens ein Abschnitt der ersten und der zweiten Fläche, die über der ersten Anschlußklemme und bzw. der zweiten Anschlußklemme angeordnet sind, nicht durch das nichtleitende Material überzogen sind, wobei der Rest der leitenden Schaltkreisschicht elektrisch und thermisch von den Anschlußklemmen der Batterie durch das nichtleitende Material isoliert wird; einem wärmeempfindlichen Material, das in reaktionsfähigem Kontakt mit der leitenden Schaltkreisschicht angeordnet ist, so daß, wenn die erste Fläche und die zweite Fläche der leitenden Schaltkreisschicht mit der ersten Anschlußklemme und bzw. der zweiten Anschlußklemme in Kontakt kommen, ein Strom durch die leitende Schaltkreisschicht fließen und das wärmeempfindliche Material erwärmen wird, das anzeigen wird, ob die Batterie eine Kapazität besitzt,
dadurch gekennzeichnet, daß das nichtleitende Material ein ausgeschnittener Abschnitt einer abtrennbaren Schicht ist; und dadurch, daß die erste Fläche durchgebogen werden kann, um mit der ersten Anschlußklemme in Kontakt zu kommen, und daß die zweite Fläche durchgebogen werden kann, um mit der zweiten Anschlußklemme der Batterie in Kontakt zu kommen.
Der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht kann irgendeine geometrische Form aufweisen, vorausgesetzt, daß er die erste Fläche und die zweite Fläche der leitenden Schaltkreisschicht frei läßt, um mit den entsprechenden Anschlußklemmen der Batterie in Kontakt zu kommen. Vorzugsweise kann der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht so konstruiert sein, daß eine Öffnung über der ersten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht bereitgestellt wird, so daß die Fläche über der ersten Anschlußklemme der Batterie angeordnet würde, die vorzugsweise das Behältergehäuse für die Batterie ist. Am entgegengesetzten Ende des ausgeschnittenen Abschnittes der abtrennbaren Schicht könnte eine Nut bereitgestellt werden, wenn erforderlich, so daß die zweite Fläche der leitenden Schaltkreisschicht freigelegt würde, um mit der zweiten Anschlußklemme der Batterie in Kontakt zu kommen, die vorzugsweise der Deckel der Batterie sein wird. Die Verwendung eines ausgeschnittenen Abschnittes der nichtleitenden abtrennbaren Schicht als ein elektrischer und Wärmeisolator liefert ein kostenwirksames Herstellungsverfahren für die Herstellung einer Prüfeinrichtung als integraler Bestandteil eines Batterieaufklebers. Beim normalen Betrieb wird die abtrennbare Schicht weggeworfen, aber bei der vorliegenden Erfindung kann ein Abschnitt der abtrennbaren Schicht verwendet werden, um die Fläche zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche der leitenden Schaltkreisschicht von der ersten und zweiten Anschlußklemme der Batterie elektrisch zu isolieren, so daß ein geschlossener Stromkreis erst vorhanden sein wird, wenn die erste Fläche und die zweite Fläche mit der ersten Anschlußklemme und bzw. der zweiten Anschlußklemme der Batterie in Kontakt kommen können. Außerdem kann der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht als Wärmeisolator funktionieren, so daß das wärmeempfindliche Material vom Batteriegehäuse isoliert wird, so daß das Batteriegehäuse nicht als ein Wärmeableiter funktionieren kann. Eine geeignete abtrennbare Schicht wäre siliconbeschichtetes Papier. Vorzugsweise sollte die Dicke der abtrennbaren Schicht so sein, daß sie eine Trennung von mindestens einer Anschlußklemme der Batterie von der entsprechenden Fläche der leitenden Schaltkreisschicht beibehält, so daß der Batterieaufkleber niedergedrückt werden muß, um zu bewirken, daß die Fläche der leitenden Schaltkreisschicht mit der Anschlußklemme der Batterie in Kontakt kommt. Vorzugsweise sollte die Dicke der abtrennbaren Schicht zwischen 25 und 150 um (0,001 und 0,006 in.) und vorzugsweise zwischen 51 und 102 um (0,002 und 0,004 in.) liegen.
Bei einer Ausführung der Erfindung kann eine äußere Schicht über der Trägerschicht angeordnet werden, die die Batterieprüfeinrichtung enthält, und das Trägermaterial und/oder die äußere Schicht können eine Drucksache und Grafikgestaltung für die Batterie enthalten. Eine geeignete äußere Schicht wäre Polyester. Polyvinylchlorid oder dergleichen. Die Batterien, die bei dieser Erfindung nutzbar sind, sind primäre oder sekundäre Batterien, die positive und negative Anschlußklemmen aufweisen. Die Batterien weisen im allgemeinen auf: eine Anode; eine Kathode; und einen Elektrolyt, in einem abgedichteten Gehäuse enthalten. Das Gehäuse weist typischerweise eine Öffnung in einem Ende auf, die abgedichtet und mit einem Deckel verschlossen ist. Dieser Deckel ist im allgemeinen mit entweder der Kathode oder der Anode in elektrischem Kontakt, um eine Anschlußklemme der Batterie bereitzustellen, während die Anschlußklemme von entgegengesetzter Polarität, im allgemeinen das Batteriegehäuse, im allgemeinen mit der anderen Elektrode in elektrischem Kontakt ist. Der Prüfeinrichtungaufkleber dieser Erfindung stellt zusätzlich zur Bereitstellung eines Aufklebers für die Batterie eine Prüfeinrichtung bereit, die mit dem Aufkleber integriert sein kann und danach zu einem integrierten Teil der Batterie wird. Die Prüfeinrichtung funktioniert so, daß durch Niederdrücken von einem oder zwei ausgewählten Flächen der leitenden Schaltkreisschicht der Stromkreis zwischen den Anschlußklemmen der Batterie über die leitende Schaltkreisschicht geschlossen wird, was wiederum Wärme erzeugt, die durch das wärmeempfindliche Material nachgewiesen wird, um eine visuelle Anzeige der Stärke der Batterie zu liefern. Wenn die leitende Schaltkreisschicht nahe des Gehäuses der Batterie angeordnet wird, das im allgemeinen ein metallisches Material ist, dann kann ein derartiges Gehäuse als ein Wärmeableiter benutzt werden. Wenn das auftritt, kann die in der leitenden Schaltkreisschicht erzeugte Wärme unzureichend sein, um durch das wärmeempfindliche Material richtig nachgewiesen zu werden, und es kann daher eine ungenaue Information betreffs der Stärke der Batterie erfolgen. Bei der vorliegenden Erfindung wird der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht als eine Wärme- und elektrische Isolierung für die leitende Schicht wirken.
Die Trägerschicht kann aus jedem gewünschten dielektrischen Polymermaterial bestehen. Die Verwendung eines dielektrischen Polymermaterials, das schrumpfen wird, wenn es in eine Batterie eingebaut wird, wird bevorzugt. Im allgemeinen wären Polyvinylharze, Polyolefinharze, Polyesterharze und dergleichen geeignet. Spezifische Beispiele wären Polyvinylchlorid. Polyethylen und Polypropylen. Die Dicke der Schicht ist nicht speziell begrenzt, könnte aber im Bereich von etwa 13 bis 127 um (0,0005 bis 0,005 in.), vorzugsweise 25 bis 76 um (0,001 bis 0,003 in.), liegen.
Die elektrisch leitende Schaltkreisschicht kann eine Metallfolie sein, wie beispielsweise Silber, Nickel, Eisen, Kupfer, Blei, usw., und Mischungen davon oder eine metallische Kunststoffschicht. Weitere Beispiele umfassen elektrisch leitende Polymere, Farben oder Druckfarben, wie beispielsweise jene, die Graphit, Kohlenstoff oder Metalle, wie beispielsweise Silber oder Kombinationen davon, enthalten, die auf ein Trägermaterial als leitende Schicht aufgebracht werden könnten. Das Heißprägen von leitendem Material auf das Trägermaterial könnte ebenfalls angewandt werden. Vorzugsweise wird die leitende Schaltkreisschicht als separates Teil gebildet, vorzugsweise auf einem nichtleitenden Trägermaterial, und sie wird so geformt, daß sie erste und zweite Segmentenden aufweist, die miteinander über eine Fläche von geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand verbunden werden. Das erste Segment ist vorhanden, um mit einer ersten Anschlußklemme der Batterie in Kontakt zu kommen, und das zweite Segment ist vorhanden, um mit der zweiten Anschlußklemme der Batterie in Kontakt zu kommen. Wenn die leitende Schaltkreisschicht einen Kontakt mit beiden Anschlußklemmen der Batterie herstellt, wird daher ein elektrischer Strom durch die Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand fließen, was die leitende Schaltkreisschicht bis zu einem Bereich erwärmen wird, der ausreicht, um das wärmeempfindliche Material zu aktivieren. Der Widerstand in der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand kann variieren, oder er kann in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung konstant sein.
Die Prüfeinrichtung weist ebenfalls eine Einrichtung für das Anzeigen der Kapazität der Batterie auf. Die Anzeigeeinrichtung wird einen reaktionsfähigen Kontakt mit der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand aufweisen, und sie wird auf die Kapazität der Batterie ansprechen und diese anzeigen. Beispielsweise wird eine Temperatur in jener Fläche erzeugt, wenn ein Strom durch die leitende Schaltkreisschicht fließt. Wärmeempfindliches Material wird in einem thermisch übertragbaren Kontakt mit der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand sein und dem Verbraucher die Kapazität der Batterie anzeigen. Diese Anzeige kann qualitativ, wie beispielsweise eine "gute" Ablesung, oder quantitativ sein, wie beispielsweise ein verbleibender Prozentanteil der Nutzlebensdauer. Die wärmeempfindlichen Materialien könnten die Farbe als Reaktion auf eine Temperaturveränderung verändern, und eine derartige Veränderung im Material wäre für einen Verbraucher leicht sichtbar. Daher kann der Verbraucher auf der Basis der Farbveränderung ermitteln, ob die Batterie gut ist oder ausgewechselt werden muß. Beispiele für derartige wärmeempfindliche Materialien sind Flüssigkristallmaterialien und Thermochromdruckfarben. Beispiele für geeignete Flüssigkristallmaterialien sind cholesterische Arten, wie beispielsweise Cholesteryloleat, Cholesterylchlorid, Cholesterylkaprylat und dergleichen. Beispiele für geeignete farbige Thermochromdurckfarben umfassen jene, die einen Farbstoff, einen Entwickler und ein Desensibilisierungsmittel aufweisen, die im U.S. Patent Nr. 4835475, worauf man sich hierin bezieht, offenbart werden. Das Farbindikatormaterial könnte sich von farbig zu farblos, farblos zu farbig oder einer Farbe zu einer zweiten Farbe ändern.
Die Indikatormaterialien, wie beispielsweise Thermochromdurckfarben, können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Beispielsweise könnten bei einer Ausführung unterschiedliche Schichten von Indikatormaterial eingesetzt werden. Die Schichten werden bei unterschiedlichen Temperaturen oder Zuständen aktiviert und können so ausgelegt sein, daß sich verschiedene Farben bei verschiedenen Temperaturen verändern. Beispielsweise kann die Schicht des Materials, das bei der höchsten Temperatur aktiviert wird, vorzugsweise die untere Schicht sein, und die oberen Schichten sind nach abnehmenden Aktivierungstemperaturen angeordnet, wobei das Material mit der niedrigsten Temperatur in der oberen Schicht liegt.
Entweder ein oder beide Klemmenkontaktsegmentenden des leitenden Schaltkreises könnten mit den entsprechenden Anschlußklemmen der Batterie außer Kontakt sein, so daß der Prüferstromkreis offen ist. Bei einer Ausführung der Erfindung ist entweder die Anode oder die Katode mit dem leitenden Gehäuse der Batterie in elektrischem Kontakt. Bei dieser Ausführung kann eines der Klemmenkontaktsegmentenden des Prüferstromkreises dauerhaft mit einer Anschlußklemme des Gehäuses verbunden sein, während das andere Kontaktende mit der anderen Anschlußklemme des Gehäuses durch eine Öffnung oder dergleichen, die im ausgeschnittenen Abschnitt der abtrennbaren Schicht gebildet wird, außer Kontakt angeordnet ist. Diese Öffnung kann als ein Schalter für den Prüferstromkreis wirken. Indem das Ende der Schaltkreiskontaktfläche mit dem Gehäuse durch die Öffnung in Kontakt gedrückt wird, wird der Schalter geschlossen, und der Prüferstromkreis wird geschlossen, um die Batterie zu prüfen. Dieser Kontakt kann zweckmäßigerweise durch Anwenden von Finger- oder Daumendruck auf die Schaltflächen hergestellt werden.
Die Aufkleber, die bei dieser Erfindung nutzbar sind, können ebenfalls zusätzliche Isolationsschichten, Druckschichten. Schutzschichten und dergleichen aufweisen. Geeignete Materialien für Verwendung als die unterschiedlichen Schichten sind jene, die typischerweise in Batterieaufklebern verwendet werden, und sie umfassen plastifiziertes oder nichtplastifiziertes Polyvinylchlorid (UPVC), Polyester, Metallschichten, Papier und dergleichen, und sie werden nach bekannten Verfahren hergestellt, wie beispielsweise Laminieren der Schichten miteinander. Der Aufkleber kann an der Batterie durch Verwendung eines Klebstoffes befestigt werden. Der Prüferaufkleber kann in der Form eines einlagigen Aufklebers oder eines schrumpfbaren Schlauchaufklebers vorliegen, in dem eine Batterie eingeschlossen wird.
Ein bevorzugter Prüferaufkleber weist eine Trägerisolierschicht auf, die am Gehäuse der Batterie mittels eines geeigneten Klebers haftet. Das Gehäuse ist mit entweder der Anode oder Katode der Batterie in elektrischem Kontakt. Ein Prüferstromkreis ist auf der unteren Fläche dieser Isolierschicht angeordnet, und danach wird der ausgeschnittene Abschnitt der abtrennbaren Schicht benutzt, um den mittleren Abschnitt der Schaltkreisschicht von den Anschlußklemmen elektrisch zu isolieren. Eine der Klemmenkontaktflächen des Schaltkreises ist mit der Anschlußklemme der Batterie (im allgemeinen der Deckel), die nicht mit dem Gehäuse in Kontakt ist, in Kontakt und daran befestigt. Die Fläche der Trägerschicht, auf der der Prüferstromkreis angeordnet ist, enthält den ausgeschnittenen Abschnitt der abtrennbaren Schicht, wie vorangehend beschrieben wird, um als elektrische und Wärmeisoliereinrichtung für den Prüferstromkreis zu funktionieren. Das Wärmeindikatormaterial wird über der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand des Stromkreises angeordnet. Das Indikatormaterial kann direkt auf dem Prüferstromkreis angeordnet werden, vorausgesetzt, daß das Indikatormaterial außen sichtbar ist, oder es kann auf einer separaten Schicht angeordnet werden, die über dem Prüferstromkreis angeordnet wird. Vorzugsweise ist das Indikatormaterial eine Thermochromdruckfarbe, und sie weist einen thermisch übertragbaren Kontakt mit der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand auf. Schließlich kann eine Schutzschicht über dem Indikatormaterial angeordnet werden. Die Art der Schutzschicht wird so ausgewählt, daß das Indikatormaterial vom Benutzer beobachtet werden kann. Um die Batterie zu prüfen, wird der Benutzer den Aufkleber an der Stelle über einer oder beiden Flächen in der Isolierschicht drücken, um einen Kontakt mit den Anschlußklemmen des Batteriegehäuses herzustellen. Während der Stromkreis geschlossen ist, wird ein Temperaturanstieg in der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand erzeugt, der auf das Indikatormaterial übertragen wird. Wenn das gewünschte Temperaturniveau erreicht ist, wird das Indikatormaterial das anzeigen, und der Benutzer kann den Wert der Kapazität ermitteln, die in der Batterie verbleibt.
Eine Möglichkeit, den Testschaltkreisaufkleber an der Batterie in einem kontinuierlichen Arbeitsgang herzustellen, ist die, daß eine Trägerschicht, wie beispielsweise eine Kunststoffschicht, mit Grafik und Drucksache versehen, zuerst hergestellt wird, ebenso wie ein wärmeempfindliches Material, wie beispielsweise Thermochromdruckfarbe, auf der oberen Seite zusammen mit einem Klebstoff auf der unteren Seite.
In einem separaten Arbeitsgang wird eine gewünschte geformte Schaltkreisprüferschicht auf der unteren Seite der Trägerschicht aufgetragen. Das wärmeempfindliche Material muß so ausgerichtet sein, daß es mit der Fläche mit geregeltem spezifischem elektrischem Widerstand in thermisch übertragbarem Kontakt ist. Die untere Seite der Trägerschicht ist mit einem abziehbaren Papier verbunden, wie beispielsweise siliconbeschichtetem Papier, und wird danach auf eine Rolle aufgewickelt. Das abtrennbare Material weist einen ausgeschnittenen Abschnitt auf, der über einem Abschnitt der leitenden Schaltkreisschicht verbleibt, wie vorangehend diskutiert wird. Wenn es gewünscht wird, könnte eine zusätzliche Grafik auf den Trägeraufkleber gedruckt werden, bevor eine äußere Schicht auf der Trägerschicht befestigt wird. Die fertige Trägerschicht wird auf eine gewünschte Größe geschnitten und danach zu einem weiteren Bereich geführt, wo das siliconbeschichtete Papier entfernt ist, außer für den ausgeschnittenen Abschnitt, und der Aufkleber wird am Gehäuse der Batterie befestigt. Wenn es gewünscht wird, könnte die Grafik auf der äußeren Schicht des Aufklebers angeordnet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Trägerschicht dieser Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer einzelnen Prüfschaltkreiseinrichtung dieser Erfindung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen kontinuierliche Bogen eines Aufkleberträgermaterials, der die einzelnen Prüfschaltkreiseinrichtungen dieser Erfindung enthält;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Zelle, die den Prüfschaltkreisaufkleber dieser Erfindung verwendet;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Zelle, die den Prüfschaltkreisaufkleber dieser Erfindung verwendet, der in einer äußeren Schicht eingeschlossen ist;
Fig. 6 eine Draufsicht einer weiteren Ausführung eines kontinuierlichen Bogens eines Aufkleberträgermaterials, der die einzelnen Prüfschaltkreiseinrichtungen dieser Erfindung enthält.
Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Trägerschicht 2, wie beispielsweise PVC, gezeigt, die eine untere Fläche 4 und eine obere Fläche 6 aufweist. Auf der Oberseite der unteren Fläche 4 befindet sich ein Klebstoff 9. Auf der oberen Fläche 6 befindet sich ein wärmeempfindliches Material 16, wie beispielsweise ein Thermochrommaterial, das die Farbe bei Nachweis eines speziellen Temperaturniveaus verändern wird.
Fig. 2 zeigt eine Prüfschaltkreiseinrichtung 8, die eine leitfähige Schicht oder Schicht 10 aufweist, die eine erste Fläche 12 und eine zweite Fläche 14 aufweist.
Fig. 3 zeigt die untere Ansicht der leitenden Schaltkreiseinrichtungen 8 aus Fig. 2, die auf der unteren Fläche 4 der Trägerschicht 2 befestigt sind. Auf der Oberseite der unteren Fläche 4 und den Prüfschaltkreiseinrichtungen 8 ist eine abtrennbare Schicht 18 angeordnet, die einen ausgeschnittenen Abschnitt 20 aufweist, der über der leitenden Schaltkreisschicht 10 angeordnet ist, aber nicht über der ersten Fläche 12 und der zweiten Fläche 14. Unmittelbar vor dem Befestigen der Trägerschicht 2 an einer Batterie wird die abtrennbare Schicht 18 entfernt, wobei der ausgeschnittene Abschnitt 20 über der mittleren Fläche der leitenden Schaltkreisschicht 10 verbleibt. Das legt die erste Fläche 12 und die zweite Fläche 14 frei, während der ausgeschnittene Abschnitt 20 als ein elektrischer und Wärmeisolator für die leitende Schaltkreisschicht 10 wirkt. Wenn die abtrennbare Schicht 18 entfernt ist, wird der Aufkleber an einer Batterie befestigt, wie in Fig. 4 gezeigt wird. Genauer gesagt, die Trägerschicht 2 wird an der Batterie 22 so befestigt, daß die freigelegte erste Fläche 12 der leitenden Schaltkreiseinrichtung 8 über dem Gehäuse 24 (erste Anschlußklemme) der Batterie 22 angeordnet ist, während die freigelegte zweite Fläche 14 über dem Deckel 26 (zweite Anschlußklemme) der Batterie 22 angeordnet ist. Die leitende Fläche 14 kann mit dem leitenden Deckel 26 dauerhaft verbunden werden. Die leitende Fläche 12 ist darüber angeordnet, und sie zeigt einen Abstand (mittels des ausgeschnittenen Abschnittes 20) vom zylindrischen Gehäuse 24 der Batterie 22, das die erste Anschlußklemme der Batterie 22 ist. Auf diese Weise ist der Stromkreis zwischen den zwei Anschlußklemmen der Batterie 22 über die leitenden Flächen 12 und 14 offen. Um den Stromkreis zu schließen, wird Druck auf die elastische obere Schicht über der Fläche 12 angewandt. Der Druck wird bewirken, daß die leitende Segmentschicht 12 einen elektrischen Kontakt mit dem Batteriegehäuse 24 herstellt. Die Steifigkeit und Rückfederung im Aufkleber wird bewirken, daß die leitende Segmentschicht 12 den Kontakt mit dem Gehäuse 24 unterbricht, wenn der Druck aufgehoben wird. Wenn es gewünscht wird, kann die leitende Segmentschicht 14 ebenfalls mit Abstand vom Deckel 26 angeordnet werden, so daß, um den Stromkreis zu schließen, ein Druck gleichzeitig auf die elastische obere Schicht über den Flächen 12 und 14 angewandt werden muß. Wenn der Druck aufgehoben wird, werden die leitenden Flächen 12 und 14 zurückfedern und den Kontakt mit dem Gehäuse 24 und bzw. dem Deckel 26 unterbrechen. Wie vorangehend dargelegt wird, kann eine geeignete Grafik und Drucksache auf der Trägerschicht, leitenden Schicht, dem wärmeempfindlichen Material und/oder einer äußeren Schicht angeordnet werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt wird, enthält eine äußere Schicht 1 die gekennzeichneten Flächen 3 und 5, die der ersten Klemmenfläche und bzw. zweiten Klemmenfläche der Zelle entsprechen. Die gekennzeichnete Fläche 7 legt eine Fläche des wärmeempfindlichen Materials frei, so daß, wenn die Flächen 3 und 5 niedergedrückt werden, ein Stromkreis geschlossen und das wärmeempfindliche Material die Farbe verändern wird, um den Ladungszustand der Zelle anzuzeigen. Wenn es gewünscht wird, könnte entweder die Fläche 5 oder die Fläche 3 dauerhaft an der zweiten Anschlußklemme befestigt werden, so daß nur die Fläche 3 oder bzw. die Fläche 5 niedergedrückt werden müßte, um den Stromkreis zu schließen.
Fig. 6 zeigt die untere Ansicht einer Ausführung der abtrennbaren Schicht 28, die einen ausgeschnittenen Abschnitt 30 aufweist. Wie gezeigt wird, ist der ausgeschnittene Abschnitt 30 mit einer schmalen Spaltfläche 32 konstruiert, die in einer kreisförmigen Fläche 34 endet, was eine im wesentlichen geschlossene Öffnung bildet, wenn die abtrennbare Schicht entfernt wird. Durch die Fläche 34 wird die erste Fläche 12 der leitenden Schaltkreisschicht 10 freigelegt, so daß, bevor die Fläche 12 mit dem Klemmengehäuse einer Batterie einen Kontakt herstellen kann, sie niedergedrückt werden und durch die Öffnung 34 hindurch vorstehen muß. Diese Ausführung der Erfindung wird sichern, daß der Kontakt der Fläche 12 mit dem Gehäuse der Batterie nicht zufällig auftreten wird, und daß eine zwangläufige Kraft ausgeübt werden muß, um einen Kontakt zu bewirken. Wenn es gewünscht wird, könnte die kreisförmige Öffnung irgendeine Form aufweisen, wie beispielsweise ein Quadrat, ein Rechteck und dergleichen. Der ausgeschnittene Abschnitt 30 gestattet, daß die Fläche 14 der leitenden Schaltkreisschicht 10 freigelegt wird, um einen Kontakt mit der Deckelanschlußklemme der Batterie herzustellen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung und Befestigung eines Batterietestaufklebers an einer Batterie, die eine erste Anschlußklemme (24) und eine zweite Anschlußklemme (26) aufweist, das die folgenden Schritte aufweist;

(a) Herstellen einer nichtleitenden Trägerschicht (2) mit einer oberen Fläche (6) und einer unteren Fläche (4), wobei auf der oberen Fläche (6) ein wärmeempfindliches Material (16) und auf der unteren Fläche (4) eine Klebstoffschicht aufgetragen werden;

(b) Herstellen einer leitenden Schaltkreisschicht (10) mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche und danach Befestigen der oberen Fläche der leitenden Schaltkreisschicht (10) auf der unteren Fläche (4) der nichtleitenden Trägerschicht (2) und Anordnen der leitenden Schaltkreisschicht (10) so, daß eine erste Fläche (12) der leitenden Schaltkreisschicht (10) über der ersten Anschlußklemme (24) und eine zweite Fläche (14) über der zweiten Anschlußklemme (26) der Batterie angeordnet wird, wenn die Trägerschicht (2) auf der Batterie befestigt wird;

(c) Überziehen der Fläche zwischen der ersten Fläche (12) und der zweiten Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) mit einem nichtleitenden Material; und

(d) Kleben der unteren Fläche (4) der Trägerschicht (2) auf die Batterie, so daß die erste Fläche (12) der leitenden Schaltkreisschicht (10) über der ersten Anschlußklemme (24) und die zweite Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) über der zweiten Anschlußklemme (26) angeordnet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) aufweist:

(i) Auftragen einer nichtleitenden abtrennbaren Schicht (18) über der unteren Fläche (4) der Trägerschicht (2), wobei die abtrennbare Schicht (18) einen ausgeschnittenen Abschnitt (20) aufweist, der über der leitenden Schaltkreisschicht (10) zwischen der ersten Fläche (12) und der zweiten Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) so angeordnet ist, daß, wenn die abtrennbare Schicht (18) entfernt wird, die Fläche zwischen der ersten Fläche (12) und der zweiten Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) durch den ausgeschnittenen Abschnitt (20) der abtrennbaren Schicht (18) überzogen wird; und

(ii) Entfernen der abtrennbaren Schicht (18) von der unteren Fläche (4) der Trägerschicht (2), wobei der ausgeschnittene Abschnitt (20) der abtrennbaren Schicht (18) über mindestens der Fläche zwischen der ersten Fläche (12) und der zweiten Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) verbleibt, so daß die erste Fläche (12) und die zweite Fläche (14) der leitenden Schicht (10) freigelegt werden; und dadurch, daß die erste Fläche (12) durchgebogen werden kann, um mit der ersten Anschlußklemme (24) in Kontakt zu kommen, und daß die zweite Fläche (14) durchgebogen werden kann, um mit der zweiten Anschlußklemme (26) in Kontakt zu kommen, um einen elektrischen Stromkreis zwischen den Anschlußklemmen (24, 26) zu schließen, der veranlassen wird, daß Strom durch die leitende Schaltkreisschicht (10) fließt, wodurch Wärme erzeugt wird, die durch das wärmeempfindliche Material (16) nachgewiesen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der ausgeschnittene Abschnitt (20) eine im wesentlichen geschlossene Öffnung (34) an einem Ende begrenzt, und die Öffnung (34) über der ersten Fläche (12) der leitenden Schaltkreisschicht (10) angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Öffnung (34) eine kreisförmige Öffnung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die abtrennbare Schicht (18) eine Dicke von 25 bis 150 um (0,001 bis 0,006 in.) aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die abtrennbare Schicht (18) siliconbeschichtetes Papier ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (a) außerdem das Befestigen einer nichtleitenden Schicht über der Trägerschicht aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Schritt (a) das wärmeempfindliche Material (16) eine Thermochromdruckfarbe ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem im Schritt (b) die leitende Schaltkreisschicht (10) Silber ist.

9. Batterie mit einer ersten Anschlußklemme (24) und einer zweiten Anschlußklemme (26) von entgegengesetzter Polarität, wobei die Batterie mindestens teilweise umhüllt ist mit: einer nichtleitenden Schicht (2), die eine obere Fläche (6) und eine untere Fläche (4) aufweist; einer leitenden Schaltkreisschicht (10), die auf mindestens einem Abschnitt der unteren Fläche (4) angeordnet ist und sich so erstreckt, daß eine erste Fläche (12) über der ersten Anschlußklemme (24) und eine zweite Fläche (14) über der zweiten Anschlußklemme (26) der Batterie angeordnet wird; einem nichtleitenden Material, das über einem Abschnitt der leitenden Schaltkreisschicht (10) angeordnet ist, so daß mindestens ein Abschnitt der ersten und der zweiten Fläche (12, 14), die über der ersten Anschlußklemme (24) und bzw. der zweiten Anschlußklemme (26) angeordnet sind, nicht durch das nichtleitende Material überzogen sind, wobei der Rest der leitenden Schaltkreisschicht (10) elektrisch und thermisch von den Anschlußklemmen (24, 26) der Batterie durch das nichtleitende Material isoliert wird; einem wärmeempfindlichen Material (16), das in reaktionsfähigem Kontakt mit der leitenden Schaltkreisschicht (10) angeordnet ist, so daß, wenn die erste Fläche (12) und die zweite Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) mit der ersten Anschlußklemme (24) und bzw. der zweiten Anschlußklemme (26) in Kontakt kommen, ein Strom durch die leitende Schaltkreisschicht (10) fließen und das wärmeempfindliche Material (16) erwärmen wird, das anzeigen wird, ob die Batterie eine Kapazität besitzt,

dadurch gekennzeichnet, daß das nichtleitende Material ein ausgeschnittener Abschnitt (20) einer abtrennbaren Schicht (18) ist; und dadurch, daß die erste Fläche (12) durchgebogen werden kann, um mit der ersten Anschlußklemme (24) in Kontakt zu kommen, und daß die zweite Fläche (14) durchgebogen werden kann, um mit der zweiten Anschlußklemme (26) der Batterie in Kontakt zu kommen.

10. Batterie nach Anspruch 9, bei der das nichtleitende Material siliconbeschichtetes Papier ist.

11. Batterie nach Anspruch 9, bei der das nichtleitende Material eine Schicht (18) ist, die an einem Ende eine Öffnung (34) aufweist, um die erste Fläche (12) der leitenden Schaltkreisschicht (10) freizulegen.

12. Batterie nach Anspruch 9, bei der die Batterie aufweist: ein Gehäuse, das aus einem zylindrischen Behälter besteht, der an einem Ende geschlossen und am entgegengesetzten Ende offen ist, und wobei der Behälter die erste Anschlußklemme (24) der Batterie bildet; einen Deckel, der über dem offenen Ende des Behälters befestigt und elektrisch davon isoliert ist, und wobei der Deckel die zweite Anschlußklemme (26) der Batterie bildet, wobei die erste Fläche (12) der leitenden Schaltkreisschicht (10) über der ersten Anschlußklemme (24) und die zweite Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) über der zweiten Anschlußklemme (26) angeordnet wird.

13. Batterie nach Anspruch 12, bei der die zweite Fläche (14) der leitenden Schaltkreisschicht (10) dauerhaft an der zweiten Anschlußklemme (26) befestigt ist.

14. Batterie nach Anspruch 9, bei der eine wärmegeschrumpfte Schicht über der Batterie befestigt wird.

15. Batterie nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei der das wärmeempfindliche Material (16) Thermochromdruckfarbe ist.

16. Batterie nach Anspruch 9, bei der die leitende Schaltkreisschicht (10) aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: Silber, Nickel, Eisen, Kupfer, Kohlenstoff, Blei, leitende Polymere, leitende Farbe, leitende Druckfarbe und deren Mischungen.

17. Batterie nach einem der Ansprüche 9 bis 16, bei der die leitende Schaltkreisschicht (10) Silber ist.