FR2838242A1 - Batterie plate - Google Patents
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Abstract
Il a été décrit une batterie plate (1) avec plusieurs segments de batterie (2) enveloppés, disposés dans un plan et reliés ensemble d'une manière flexible, au moyen de barrettes (3) s'étendant entre les segments de batterie (2). Il a été décrit, de plus, une carte à puce (20) avec une batterie plate (1) adaptée, ainsi que différents procédés d'incorporation d'une telle batterie plate (1) dans un corps de carte (21).
Description
B 13980.3 PA
1 2838242
BATTERIE PLATE
L' invention concerne une b atterie plate incorporée, en général, dans un support de donnces portable, en particulier sous la forme d'une carte à puce, un support de s données portable avec une telle batterie plate ainsi qu'un procédé permettant d'incorporer une telle batterie plate dans un corps de cartes d'un support de donnces
portable.
Dans les cartes à puce utilisces actuellement, la puce est active uniquement en cours d'utilisation dans un terminal, par exemple dans un distributeur automatique de 0 billets, ou autre lecteur. I1 suffit donc en général d'alimenter les composants en courant depuis l'extérieur, durant l'introduction de la carte à puce dans le terminal. I1 existe par ailleurs, plusieurs sortes de cartes à puces " actives ". I1 s'agit, en fait, de cartes à puces équipées en outre, d'éléments actifs supplémentaires, comme, par exemple, un écran, des capteurs, des puces tampon et similaires. Un exemple type d'une telle carte active est ladite " carte de paiement électronique " avec un écran indiquant le montant instantanément disponible dans la carte. Ces éléments actifs plate dans la carte nécessitent l'incorporation directement dans la carte à puce, d'une
source de courant.
Une possibilité pour introduire une source de courant dans la carte à puce et d'incorporer une ou plusieurs piles. On utilise de préférence, des batteries pouvant être rechargées en insérant les cartes à puce dans un terminal. Toutefois, par suite la normalisation de leurs dimensions, et surtout par suite de leur épaisseur réduite, les cartes à puces ont des limites. C'est donc un problème général, de constituer des batteries possédant une puissance suffisante, mais qui soient en même temps suffisamment minces pour pouvoir être incorporées dans des cartes à puces. En
pratique, on trouve actuellement deux techniques différentes de batteries plates.
L'une des techniques est celle de la "pile ronde". Ces piles rondes sont conçues pour présenter une forme compacte et roLuste. En tant que piles plates elles n'existent que sous une forme particulière. qui nécessite, pour pouvoir fournir la capacité demandée, un diamètre relativement grand. Ce type de pile résiste à la flexion et comprend donc, après son incorporation dans une carte à puce, un corps étranger encombrant à l'intérieur du corps de carte. C'est un problème, car les cartes à puce p euvent être soumi s es à des contraintes de flex ion imp ortantes. Une forte flexion du corps de carte peut provoquer un marquage de la pile sur la surface de la carte. De plus, la rigidité de la pile peut provoquer des dommages irréversibles sur le corps de carte ou sur la pile elle-même, ainsi qu'aux autres composants incorporés
dans la carte.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\20800 20829.doc - 28 rtrs 2003 - l/18 Une autre réalisation est ladite "batterie en feuille>>. Ces batteries sont conçues pour obtenir une forme aussi plate que possible. Une batterie en feuille comporte en général un noyau composé d'une couche anodique et d'une couche cathodique et entre celles-ci, une couche électrolytique. Le noyau est entouré d'une enveloppe extérieure constituée d'une feuille métallique, généralement une feuille de cuivre. Les batteries en feuille sont donc, du point de vue de leur construction, résistantes à la flexion comme une pile ronde. Elles ne sont cependant pas pour autant explicitement conçues pour supporter des charges de flexion. Dans l'utilisation de ces batteries en feuille, une charge de flexion trop élevée sur le corps o de carte peut conduire à un allongement excessif de l'une des faces de l'enveloppe en feuille, et ce qui peut conduire, en l'absence de charge, à la formation de plis dans l'enveloppe. Du côté opposé correspondant, l'enveloppe est comprimée, ce qui conduit immédiatement à la formation de plis. L'état de contrainte d'une telle batterie en feuille introduite dans une carte à puce est représenté schématiquement sur la figure 1. Les déformations provoquces par la courbure de la feuille métallique peuvent être irréversibles et conduire à des déformations de la surface de la carte, visibles à l'_il. Le noyau de la batterie peut être également endommagé
définitivement par de telles charges, et les capacités de celle-ci diminuces.
Les documents DE 198 00341 et DE 298 23 466 U1 décrivent la mise en oeuvre de matrices de cellules électrolytiques en films minces. Un grand nombre de cellules d'accumulateurs préfabriquées et miniaturisces sont reliées ensemble au moyen d'une bande conductrice de forme appropriée. Cette solution est relativement compliquée. La présente invention a pour objectif de réaliser une batterie simple et 2 5 économique ayant des capacités de flex ion accrues, adaptée en p articulier à une incorporation dans un support de donnces portable, le concept d'intogration de la
batterie dans ces supports s'en trouvant, de ce fait, amélioré.
Ainsi, l' invention concerne une batterie plate avec plusieurs segments de batterie disposés dans un plan, enveloppés, reliés l'un avec l'autre d'une façon
flexible par des barrettes disposées entre les segments de batterie.
Dans des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - les segments de batterie sont disposés côte à côte, en rangées longitudinales et/ou transversales; - la batterie est une batterie plate avec un segment de batterie central circulaire ou plusieurs segments de batterie centraux en forme de secteurs circulaires, et, éventuellement un segment de batterie supplémentaire \UlIRSCH6\J3REVETS\Brevets\20800\20829.doc - 28 rrras 2003 - 2/18
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annulaire disposé concentriquement autour, ou plusieurs segments circulaires de batterie disposés concentriquement autour; - la batterie est une batterie plate avec une enveloppe en feuille en forme de cassette entourant les segments de batterie, avec deux demi-enveloppes en feuille recouvrant les segments de batterie, sur une face respectivement et relices entre elles dans la zone de bordure de la batterie plate et entre les segments de batterie avec formation de barrettes; - l'enveloppe en feuille est électriquement conductrice, au moins par parties, et l'orientation des différents segments de batterie, à l'intérieur de o l'enveloppe en feuille par rapport aux contacts de ces segments de batterie et leur mise en contact entre eux, au moins partiellement par l'enveloppe en feuille sont telles que les différents segments de batterie sont raccordés suivant une configuration prédéterminée; - les demi-enveloppes en feuille contiennent d'un matériau conducteur ou sont revêtues d'une façon conductrice sur leur face intérieure orientée vers les segments de batterie et sont reliées entre elles par un matériau électriquement isolant de liaison dans les zones de bordure et/ou des barrettes; - l'une au moins des deux demi-enveloppes en feuille est séparée le long d'une barrette, entre deux segments de batterie voisins au moins par parties,; - l'une au moins des deux demi-enveloppes en feuille présente plusieurs parties de feuilles, relices entre elles, en recouvrement, entre deux segments de batterie le long d'une barrette; 2s les parties de feuilles sont reliées ensemble le long de la barrette au moyen d'un matériau de liaison électriquement isolant; - les barrettes sont disposées entre les segments de batterie de façon que la batterie plate présente sur une de ses faces constituée par les segments de batterie et les segments, une surface pratiquement plane; - la batterie plate présente dans sa zone de bordure, une collerette d'extrémité
pour fixer la batterie plate dans une cavité d'un corps de carte.
L' invention concerne également un support de données portable avec un corps de carte et un composant électronique disposé à l'intérieur, avec une batterie plate
selon l'invention.
3s Dans des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la batterie plate est installée dans une cavité du corps de carte; \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\20800\20829 doc - 28 rrrars 2003 - 3118
4 2838242
- la batterie plate avec son enveloppe est fixce par points, ou le long de lignes d'appui formant fixations dans la cavité d'un corps de carte; - la batterie plate est entièrement incluse dans le corps de carte de la carte à puce; s - la batterie plate est placée dans une cavité sur la face extérieure du corps de carte; - la batterie plate est fixée dans la cavité du corps de carte d'une façon amovible; - la batterie plate est collée au corps de carte dans la cavité suivant une zone 0 de bordure entourant la batterie plate, en forme de collerette d'extrémité; - la batterie plate est noyée dans une masse élastique dans le corps de carte; - la masse élastique est une masse de remplissage; L'invention concerne également un procédé pour incorporer une batterie plate dans un corps de carte d'un support de données mobile, dans lequel une batterie plate est insérce et fixée dans une cavité d'un corps de carte selon l'invention. L'invention concerne également un procédé pour incorporer une batterie plate dans un corps de carte, dans lequel une batterie plate est noyée à l'intérieur d'une
masse élastique dans le corps de carte, selon l'invention.
On décrit maintenant l'invention plus en détail, en se référant aux figures, avec l'aide d'exemples d'exécution. Ces figures montrent: Figure 1, une représentation schématique de la charge sur une batterie en feuille de grandes dimensions incorporée dans un corps de carte à puce, sous l'effet d'une flexion de cette carte à puce; Figure 2, une représentation schématique de la charge sur une batterie plate, segmentée, conforme à l'invention, incorporée dans un corps de carte à puce, par flexion de la carte à puce; Figure 3 une disposition possible de différents éléments actifs ainsi que de la batterie conforme à l'invention, à l'intérieur d'une carte à puces; Figure 4 une vue perspective avec coupe partielle à travers l' assemblage d' une batterie à cellules doubles en cours de montage; Figure 5 une vue de dessus d'une batterie à quatre cellules avec une segmentation dans plusieurs directions; Figure 6 une vue de dessus d'une batterie à trois cellules avec une segmentation uniquement dans la direction de la courbure principale; Figure 7 une vue de dessus d'une batterie plate ronde avec une segmentation axiale; \\HIRSCH6\EtREVETS\Etrevets\20800\20829.doc - 28 rr 2003 - 4/18 s 2838242 Figure 8 une représentation schématique d'une fixation sur support, de l'enveloppe d'une batterie plate rectangulaire, au point de charge maximum; Figure 9 une représentation schématique d'une fixation sur support en plusieurs points de support, d'une batterie plate rectangulaire; s Figure 10 une représentation schématique d'une fxation sur support en forme de x de l'enveloppe de la batterie d'une batterie plate rectangulaire; Figure 11 une coupe à travers un branchement en parallèle de deux segments de batterie voisins; Figure 12 une coupe à travers un branchement en série de deux segments de lo batterie, suivant un premier exemple de réalisation; Figure 13 une coupe à travers un branchement en série de deux segments de batterie, suivant un deuxième exemple de réalisation; Figure 14 une coupe à travers un branchement en parallèle de deux segments de batterie voisins, semblable à la figure 11, toutefois, avec obtention d'une surface plane sur la batterie plate; Figure 15 une coupe à travers un branchement en série de deux segments de batterie, semblable à la figure 12, toutefois, avec obtention d'une surface plane sur la batterie plate; Figure 16 une coupe à travers un branchement en série de deux segments de batterie voisins, semblable à la figure 13, mais avec formation d'une surface plane sur la batterie plate; Figure 17 une vue de dessus schématique d'une barrette perforée; Figure 18 une vue de dessus schématique d'une barrette encochée; Figure 19 une coupe à travers l'entourage de la barrette d'une batterie plate 2s suivant la figure 18; Figure 20 une coupe partielle à travers un corps de carte parallèle à la surface de la carte dans la zone d'une batterie plate enrobée; Figure 21 une section partielle à travers un corps de carte à puce de la figure 20
le long de la ligne A - A'.
L 'obj ectif de l' invention est atteint au moyen d'une batterie plate suivant la revendication 1, dans un support de données utilisant cette batterie plate suivant la revendication 12 et par le procédé d'incorporation dans un corps de carte selon les
revendications 21 et 22. Les revendications secondaires décrivent respectivement des
exécutions et des développements de l'invention.
3s Une batterie plate conforme à l'invention, avec plusieurs segments de batterie disposés et enveloppés dans un plan, et réunis simplement ensemble d'une façon flexible entre les segments de batteries par des barrettes, se préte mieux à une déformation du corps de carte. Les surfaces plus petites des segments de batterie sont \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\2080020829.doc - 28 rrtars 2003 - 5/18 de forme plus stable que la plus grande surface d'une batterie monobloc et les déformations par flexion sont pour l'essentiel, absorbées par les barrettes. On peut ainsi éviter en grande partie, une déformation permanente de la surface de la batterie plate, et de ce fait, on évite considérablement le risque d'une détérioration optique et
s fonctionnelle de la carte.
Pour la disposition de la surface, il est ainsi possible de réaliser les compositions les plus variées présentant les avantages spécifiques correspondant aux
diverses applications.
Dans un exemple de réalisation, les segments de batterie sont disposés les uns à 0 côté des autres, en rangées longitudinales et/ou transversales. Cela signifie que l'on peut disposer les segments dans une seule direction, par exemple dans la direction de la flexion la plus importante de la carte à puce, ou dans plusieurs directions
conformément à la forme d'une matrice.
Dans de nombreuses applications, il est particulièrement avantageux d' adopter pour la batterie plate, une forme arrondie, celle-ci ne présentant aucun angle aigu. Avec une forme arrondie, il est particulièrement avantageux, par exemple de prévoir une segmentation axiale. Dans un exemple particulier, la batterie plate se compose d'un segment de batterie central, de forme circulaire, et de segments de batterie annulaires disposés concentriquement autour du précédent. Il est possible, de plus que le segment central et/ou les segments annulaires soient constitués eux-mêmes de plusieurs segments en forme de secteurs circulaires. Autour de ces segments de batterie centraux sont disposés plusieurs segments en forme de secteurs annulaires, formant ensemble un anneau extérieur concentrique. Dans les batteries plates particulièrement grandes, on peut en outre disposer autour du groupe central de segments de batterie, plusieurs autres segments circulaires de batterie concentriques,
ou sous forme de secteurs circulaires.
Outre les exemples exposés précédemment, d'autres exemples de segmentation sont possibles, par exemple, une répartition des segments de batterie debout, en
triangles, reliés entre eux d'une façon appropriée.
Dans une forme d'exécution particulièrement avantageuse et de fabrication facile, les différents segments de batterie sont composés de préférence, comme les noyaux des batterie plates de grande surface classiques, d'une couche anodique, d'une couche cathodique et d'une couche électrolytique intercalée entre les deux précédentes, ainsi que de l'enveloppe de recouvrement. Cette enveloppe en feuille a ici la forme d'une cassette, constituée de deux demi-enveloppes en feuilles, qui recouvrent les segments de batterie sur un de leurs côtés, et sont reliées entre elles non seulement dans la zone de bordure de la batterie, mais également entre les segments de batterie avec la formation des barrettes. L'ensemble de l'enveloppe en \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\2080020829.doc - 28 tnars 2003 6/18 feuille a ainsi la forme d'une couette, o les barrettes correspondent aux " coutures " et o les segments de batterie prennent place dans les cassettes respectives de
l'enveloppe en feuille.
Une batterie plate de ce type peut donc être fabriquce par un procédé analogue s à celui des batterie plates classiques. Le procédé de fabrication des batteries plates de grandes dimensions connues n'a donc pas à étre sensiblement modifé, du fait qu'il ne s'agit pas ici d'une batterie de grande surface avec une couche anodique, une couche cathodique et une couche électrolytique enveloppée dans l'enveloppe en feuille, mais qu'à la place, on dispose les différents segments de batterie, par o exemple, sur une première demi-enveloppe en feuille, puis on applique la deuxième demi-enveloppe en feuille sur les zones de bordure ainsi que sur les différents segments - avec formation des barrettes L'enveloppe en feuille est. de préférence électriquement conductrice, au moins par parties, et on oriente les contacts des segments de batterie les uns par rapport aux 1S autres à l'intérieur de l'enveloppe en feuille, c'est à dire, par exemple, par rapport à la direction de l'anode et de la cathode, et on les raccorde entre eux, au moins par zone, au moyen de l'enveloppe en feuille, en sorte que l'on obtienne un schéma de câblage prédéterminé. De cette façon, il est très facile de réaliser tout schéma de branchement des segments, en série ou en parallèle et de constituer une batterie de la
puissance et de la tension désirée.
Dans un exemple de réalisation particulièrement simple, il s'agit de demi-
enveloppes en feuille, en métal, comme les enveloppes en feuille utilisées classiques, par exemple en cuivre. En variante, il est possible de revêtir simplement les deux demi-enveloppes en feuille d'un élément conducteur sur la face interne dirigée vers 2s les segments de batterie. Pour obtenir la structure de branchement souhaitée, et ne risquer aucun court circuit entre les segments de batterie et l'enveloppe en feuille, on relie ces enveloppes entre elles dans les zones de bordure et dans les zones des
barrettes par un matériau de liaison électriquement isolant.
Les barrettes peuvent étre disposées de différentes manières, suivant les exigences de rigidité et de flexibilité demandées à chacune d'elles, ainsi que dans la mesure o les segments voisins séparés par la barrette correspondante doivent ou non
être mis en contact par l'une des deux demi-enveloppes en feuille.
Si l 'on choisit d' adopter une barrette particulièrement flexible, l 'une au moins des deux demi-enveloppes en feuille sera, de préférence, séparée, au moins par 3s parties, entre les segments de batterie voisins, le long de la barrette correspondante, Si les segments de batterie voisins, séparés entre eux par cette barrette, doivent étre reliés électriquement, on aura la possibilité de perforer la demi-enveloppe en feuille correspondante, le long de la barrette. Si aucune liaison électrique n'est prévue, on \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\20B00\20829.doc - 28 rnars 2003 7/18 pourra séparer entièrement la demi-enveloppe en feuille par une entaille. Si, ni d'un côté ni de 1' autre de deux segments voisins, aucune liaison électrique n'est prévue, il sera également possible de séparer entièrement les deux demi-enveloppes en feuilles le long de la barrette. Dans ce cas, la barrette n'est plus formoe que par le matériau de liaison. La flexibilité de la barrette concernce est alors assurée par le matériau de
liaison et/ou par l'épaisseur du matériau de liaison dans la zone de la barrette.
En variante, I'une des deux enveloppes en feuille peut se composer de plusieurs parties d'enveloppe en feuille, reliées entre elles le long d'une barrette entre deux parties de segments de batterie voisins en se recouvrant. On obtient de la sorte, 0 une barrette particulièrement stable. Si aucune liaison électrique n'est prévue entre les segments voisins, on reliera les parties d'enveloppe en feuille correspondantes entre elles, le long de la barrette, au moyen d'un matériau de liaison isolé électriquement. Dans un autre exemple de réalisation recommandé, les barrettes sont disposées entre les segments en sorte que la batterie plate présente, sur l'un de ses côtés, une surface sensiblement plane, formée par les segments de batterie et les barrettes, les barrettes sont alors disposées entre les segments de batterie et elles se terminent approximativement dans le méme plan que celui de l'une des deux faces respectives de ces segments de batterie. Ceci est possible en choisissant en conséquence l'épaisseur et la flexibilité des deux demi-enveloppes en feuille et/ou en donnant aux
enveloppes en feuille une forme appropriée lors de la conception de la batterie plate.
Une telle batterie plate, avec une surface sensiblement plane est conçue comme "module d'intégration " que l'on incorpore - directement en tant que module de puce - dans une cavité sur la face extérieure d'un corps de carte à puce, tandis que, 2s par exemple, dans un corps de carte en cours d'élaboration, on fraise une cavité et on
y introduit ensuite la batterie.
Dans une réalisation recommandée de la batterie plate, les surfaces de contact des demi-enveloppes en feuille forment dans la zone de bordure de la batterie plate, une sorte de collerette d'extrémité, destinée à maintenir la batterie dans une cavité du corps de carte. Cette collerette d'extrémité enferme également, le plus serrée possible, la surface plane de la batterie. La collerette d'extrémité peut servir, par exemple, à maintenir la batterie plate sur son pourtour dans la cavité, de préLérence
dans une cavité étagée, suivant la technique de collage.
Un tel encastrement de la batterie dans la cavité du corps de carte depuis 3s 1'extérieur, est particulièrement avantageux lorsque la batterie plate est fixée d'une façon amovible dans la cavité du corps de carte. Une telle fixation temporaire permet d'échanger une batterie usagée contre une nouvelle. Une liaison amovible est praticable si, à la place d'un adhésif permanent, on utilise un matériau de liaison tel \\EI[RSCH61}3REVETS\Brevetsl20800\20S29.doc - 28 rnars 2003 - 8/18 qu'un thermoplastique ou une brasure se ramollissant par réchauffage. On utilise de prétérence une matière se ramollissant à la chaleur, pour lequel le matériau de liaison des demi-enveloppes en feuille ne perd pas encore ses propriétés de liaison et
d'étanchéité et qui ne provoque pas de dommages aux autres parties de la batterie.
Dans une autre variante, la batterie plate est incorporée dans une cavité du corps de carte, de façon à être entièrement entource par ce corps de carte. Par exemple, la batterie peut, suivant certaines conditions, être laminée entre différentes
couches de cartes.
Pour réduire, dans le corps de carte, les contraintes mécaniques sur la batterie plate, et en plus, pour effectuer la segmentation de cette batterie plate, on utilise de prétérence un procédé d 'introduction par lequel la batterie plate n' est pas fixée dans le corps de carte, d'une façon rigide, mais d'une façon " flottante " Dans ce procédé, la batterie plate est noyée dans le corps de carte dans une masse élastique, par exemple, une masse à sceller. On peut alors éviter que, par suite d'une flexion, les arêtes de la carte à puce ne se déforment. Comme matériau élastique, on peut utiliser soit un matériau plein, soit un matériau en mousse. Particulièrement recommandés sont, par exemple, les points siliconés, les matériaux adhésifs polyuréthane, les copolymères éthylèneacétate de vinyle ou des plastiques moussants, c'est à dire expansés, etc. Un enrobage élastique de ce genre, de la batterie, peut, être du reste, également réalisé dans une cavité sur la surface de la carte, Une autre possibilité de fixer la batterie plate dans une cavité du corps de carte sans transmettre à la batterie des forces de flexion trop importantes, consiste à fixer par points ou le long de lignes déterminées, l'entourage de la batterie plate, c'est à dire l'enveloppe en feuille, au corps de carte. De ce fait, la batterie plate n'est pas alors collée sur toute sa surface au matériau du corps de carte, mais éventuellement en plus, par endroits, à une fixation de la batterie plate dans sa zone de bordure,
uniquement le long des lignes et points prévus.
Dans ce qui suit, on adoptera dans tous les cas pour le support de données portable, la configuration d'une carte à puce. La configuration proposée pour l'agencement de la batterie et son utilisation se préte aussi bien pour toute autre configurations de supports de donnces plans. Les supports de donnces peuvent
également avoir une forme courbe, comme, par exemple, une forme de collier.
La figure 1 montre la charge qui s'exerce sur une batterie en feuille de grande 3s surface 1' incorporée dans le corps de carte 21 d'une carte à puce 26 dans le cas o le corps de carte est fortement cintré. Comme on peut le voir aisément, le refoulement a
formé des plis, du côté concave de l'enveloppe extérieure de la batterie en feuille 1'.
Comme cette enveloppe est constituée d'une feuille métallique, les plis subsistent \WRSCH6\BREVETS\BreYels\20800\20829.doc - 28 mars 2003 - 9/18
fréquemment lorsque le corps de carte 21 est revenu dans sa position plane de départ.
Sur le côté extérieur convexe de la batterie en feuille 1', l'allongement de l'enveloppe extérieure conduit ultérieurement à la formation de plis, en l'absence de contraintes. Ces plis peuvent laisser sur la surface de la carte, des déformations
s visibles à l'_il.
La figure 2 représente au contraire le comportement de la batterie plate 1 segmentée selon l'invention avec ses barrettes flexibles 3 montées entre les différents segments de batterie 2. Les déformations par flexion sont alors largement absorbées par les barrettes 3. Les segments de batterie 2 sont de toutes façons,
soumis à des charges de flexion plus faibles.
La figure 3 représente un exemple d' incorporation d'une batterie plate 1 selon l'invention. On représente ici une batterie plate 1 avec quatre segments 2 en forme de matrice disposés en deux rangées longitudinales et deux rangées transversales côte à côte. A l'emplacement habituel à l'intérieur du corps de carte 21 se trouve, sous une zone de contact 22, une puce - non représentée. La carte à puce 20 est munie, de plus, d'un écran 23. Pour l'allumage et l'extinction de l'écran, il est prévu, un
interrupteur 24 dans la carte à puce 21.
Sur la carte à puce 20, on peut voir, de l'extérieur uniquement, I'écran 23, la zone de contact 22 et l'interrupteur 24. La batterie plate 1 elleméme est incorporce dans la carte à puce 21. La batterie 1, l'écran 23, la zone de contact 22 et l'interrupteur 24 sont reliés à la carte à puce par des fils de liaison 25 disposés dans
le corps de carte 21. La batterie plate comporte en outre deux contacts 16, 17.
Dans l'exemple de réalisation présenté, la batterie plate est rechargeable. La recharge s'effectue par l'intermédiaire de contacts prévus à cet effet, sur la surface de contact 22 lors de l'insertion de la carte à puce 20 dans un terminal. Une telle carte à puce 20 avec écran 23 convient particulièrement pour l'utilisation en carte de paiement, en affichant sur cet écran 23, par une pression sur l'interrupteur 24, le
montant restant disponible dans la puce de cette carte à puce 20.
La figure 4 montre une vue partielle en perspective à travers une batterieplate 1 semi finie avec deux segments de batterie 2. Sur une demi-feuille d'enveloppe inférieure 7 est disposé un matériau de liaison 8 en forme de barrettes, laissant ouvertes des surfaces carrées. Dans les surfaces carrées laissées ouvertes par le matériau de liaison 8, sont alors insérés les segments de batterie 2, lesquels se composent d'une couche anodique 12, d'une couche cathodique 13 et entre les deux, d'une couche électrolytique 14. On peut utiliser ici un matériau employé par ailleurs dans les batteries en feuille classiques. La mise en place et les liaisons entre couches
peuvent, par ailleurs, être réalisces de la façon classique.
\\HIRSCH6\)3REVETS\Brevets\20800\20829.doc - 2S mars 2003 -10/18 Dans la figure 4, on a inséré un seul des segments 2. Après avoir inséré également le deuxième segment, on applique sur ces segments 2, une deuxième demi-feuille d'enveloppe - non représentée sur la figure - que l'on presse tout autour des segments 2 contre le matériau de liaison 8, et la demi-feuille d'enveloppe s supérieure se trouve reliée à la demi- feuille d'enveloppe inférieure 7. Le matériau de liaison 8 est un matériau de collage et d'étanchéité, et à la suite de 1'application de la demi-feuille d'enveloppe supérieure par pression, celle-ci se trouve immédiatement collée, d'une façon étanche, sur la demi-feuille d'enveloppe inférieure 7 au moyen
du matériau de liaison 8.
o La figure 11 représente une coupe transversale à travers une batterie plate 1 avec deux segments voisins 2, selon la figure 4. Comme la figure 11 1e montre clairement, la liaison des deux demi-feuilles d'enveloppe 6, 7 dans la zone de bordure et entre les segments de batterie 2 constitue une feuille d'enveloppe 5 avec deux cassettes 1 contenant respectivement les deux segments de batterie 2. Entre les deux cassettes 10, la liaison des deux demi-feuilles d'enveloppe 6, 7 par le matériau
de liaison 8 constitue une barrette flexible.
Les deux demi-feuilles d'enveloppe 6, 7 sont constituées de feuilles métalliques régulièrement utilisées dans les batteries plates. Le matériau de liaison est électriquement isolant, si bien qu'il ne peut s'établir aucun contact électrique entre la demi-feuille d'enveloppe supérieure 6 et la demi-feuille d'enveloppe inférieure 7. Les deux segments de batterie 2 sont orientés dans la même direction, et l'anode 12 et la cathode 13 se trouvent donc toujours du même côté, et les anodes des deux segments de batterie 2 sont reliées par la demi-feuille d'enveloppe inférieure 7 et la cathode 13 des deux segments de batterie 2, par la demi-feuille d'enveloppe 2s supérieure 6, I'une au dessous de l'autre. Les deux segments de batterie 2 sont ainsi
branchés en parallèle et leurs capacités se trouvent additionnces.
Comme les demi-feuilles d'enveloppe 6, 7 sont des feuilles métalliques, les deux faces supérieure et inférieure de la batterie plate 1 peuvent servir directement de contact à la batterie plate 2. La demi-feuille d'enveloppe 6 et la demi-feuille d'enveloppe 7 sont cependant, de préférence, pourvues d'une languette et/ou d'un collier pour servir comme on le voit sur la figure 3 - de contact 16, 17 reliant la
batterie plate 1 aux autres composants de la carte à puce 20.
Les figures 5 à 7 montrent différentes configurations possibles de la segmentation. La figure 5 montre une exécution en forme de matrice, comme les figures 3, avec quatre segments de batterie 2 disposés côte à côte en rangées longitudinales et en rangées transversales. La figure 6 représente une segmentation uniquement le long de la ligne de plus grande flexion R avec trois segments 2 disposés côte à côte, en longueur. La figure 7 montre une forme ronde avec une \\HIRS CH6\B REVETS\Brevets\20 8 0020 8 29. doc - 28 rnars 2003 -11 1 1 8 segmentation axiale et un segment médian annulaire 2k et un segment médian extérieur 2r. Cette forme ronde a l'avantage de ne présenter aucun angle saillant,
pouvant éventuellement provoquer un enfoncement de la carte à puce.
Pour le branchement des segments de batterie 2 voisins entre eux, il existe
s plusieurs solutions.
Ainsi la figure 12 montre une méthode simple de réalisation d'un branchement en série de deux segments de batterie 2 voisins en vue d'obtenir une multiplication des tensions possibles. Les segments doivent simplement être orientés de fa$on réversible, de façon à ce que, par exemple, sur la demi-enveloppe en feuille 7, lo l'anode 12 soit appliquée sur l'un des segments de batterie 2 et la cathode 13 soit appliquée sur l'autre segment de batterie 2. Si l'on fait en sorte que seule une des deux demi-enveloppes en feuille 6, 7 relie électriquement les deux segments 2 voisins, on obtient automatiquement le branchement en série souhaité. Dans l'exemple représenté, ce résultat a été obtenu, la demienveloppe en feuille 6 étant munie d'une encoche 9 effectuant une coupure du contact tout le long de la barrette 3. La figure 13 représente une variante d'un câblage série, la demi-enveloppe en feuille supérieure 6 étant constituée par plusieurs éléments de feuilles 6a, 6b, reliés entre eux dans la zone de la barrette 3 avec recouvrement. Comme on se propose de réaliser un branchement série - comme dans l'exemple de la figure 12 et qu'il ne
doit donc pas exister de contact entre les deux éléments de feuilles 6a, 6b de la demi-
enveloppe en feuille supérieure 6, les deux éléments de feuilles 6a, 6b seront également reliées dans la zone de la barrette 3 par l'intermédiaire d'un matériau électriquement isolant 8. Dans cette variante, la barrette 3 est sensiblement plus
épaisse et donc également plus stable que dans l'exemple de la figure 12.
Les figures 17 à 19 représentent plusieurs variantes de barrettes de flexibilités différentes. La figure 17 montre un exemple de réalisation avec une ligne de perforation 11 le long de la barrette 3, ayant pour effet d'augmenter la flexibilité de cette barrette 3, avec cependant le maintien d'une liaison électrique entre les deux segments 2 voisins. Les figures 18 et 19 montrent la mise en place d'une encoche 9 des deux côtés de la barrette. Dans cette variante, on obtient une isolation électrique totale des deux segments de batterie 2 voisins, l'un par rapport à l'autre. La flexibilité de la barrette 3 est ainsi exclusivement conditionnée par le choix du matériau et/ou de l'épaisseur du
matériau de liaison 8 dans la zone de la barrette.
Si l'on veut obtenir pour la batterie plate, une tension particulièrement élevée, il peut étre recommandé de réaliser une isolation totale entre deux segments de \\HIRSCH6\BREVETSU3revets\20Y00\20829 doc - 2S n2ars 2003 -12/18 batterie situés côte à côte. Il convient alors, pour une batterie en forme de matrice avec un grand nombre de segments disposés en rangées longitudinales et
transversales, de brancher en totalité les segments en rangée, l'un derrière l'autre.
Dans ce cas, les segments des différentes rangées peuvent être reliés en série l'un derrière l'autre - par une orientation alternée des segments de batterie voisins et un raccordement alterné des segments de batterie, une fois à travers la demi-enveloppe en feuille supérieure et une fois à travers la demi-enveloppe en feuille inférieure. Les segments d'extrémité seront reliés comme il convient, au segment situé dans la même rangée transversale dans la rangée longitudinale située au dessus ou au 0 dessous respectivement. Deux rangées voisines sont donc jusqu'au segment d'extrémité, totalement isolées électriquement l'une de l'autre On obtient ainsi une sorte de branchement en série en forme de méandre des segments de la matrice (non représenté). Pour l'incorporation d'une batterie plate 1 dans un corps de carte à puce 21
selon l'invention, il existe plusieurs possibilités.
L'une de ces possibilités consiste à incorporer entièrement la batterie plate 1, comme dans l'exemple de la figure 3, à l'intérieur du corps de carte 21, par exemple,
dans une cavité 26.
Les figures 20 et 21 montrent un exemple de réalisation particulièrement recommandé, dans lequel la batterie plate 1 est noyée, " flottante " dans une masse de remplissage élastique 27 à l'intérieur d'une cavité 26. Comme on le voit sur la figure, la batterie plate est entièrement entourée de la masse de remplissage 27. Cette masse de remplissage peut être par exemple un joint siliconé, un matériau adhésif polyuréthane, un copolymère éthylène acétate de vinyle ou l'un des autres plastiques moussants. La situation élastique noyée évite, à coup sûr, que, par suite d'une flexion de la carte, les arêtes de la batterie plate 1 ne puissent se déformer à la surface du
corps de carte.
Les figures 14 à 16 montrent des variantes particulières des batteries 1 des figures 11 et 13, dans lesquelles, par un positionnement approprié des barrettes 3, affleurant avec la surface des segments 2, on obtient une surface plane 1S pour la batterie plate 1. Dans la zone de bordure, la liaison des demi-enveloppes en feuille 6,
7 permet de former une sorte de collerette 4.
Une batterie plate 1 ainsi réalisce peut être incorporée dans une cavité sur la face extérieure d'un corps de carte à puce. On doit simplement faire attention ici à ménager une cavité qui puisse être réalisée directement dès la fabrication du corps de carte ou qui puisse être fraisée ultérieurement dans un corps de carte fabriqué préalablement. La batterie plate peut alors être incorporée dans le corps de carte de la façon habituelle, comme un module de puce, pratiquement par collage de la batterie \\HIRSCH6\}3REVETS\}3revets\20800\20829.doc - 28 rnars 2003 13/18
14 2838242
plate 1 dans le corps de carte dans la zone de bordure de la cavité. La batterie peut, par exemple, être collée sur tout son pourtour, dans la cavité au dessous de la collerette 4, au moyen d'une masse collante. En particulier, on peut fixer la batterie plate l le long de la collerette 4 au moyen d'un épaulement dans une cavité à deux étages. En plus du collage dans la zone de bordure on peut fixer la batterie plate par points, c'est à dire en différents points 18 des supports de fixation, au fond de la cavité dans le corps de carte, par exemple, par collage, Les figures 8, 9, 10 présentent différentes variantes. La figure 8 montre une fixation de 1'enveloppe de la batterie, 0 sur un appui 18, au point d'application principal de la charge, en son milieu. La figure 9 montre une fixation multiple sur différents appuis 18, et la figure 10, une fixation multiple, par sections, le long de lignes d'appuis déterminées 19, ici, le long
de diagonales de la batterie plate rectangulaire.
En incorporant la batterie dans une cavité située sur la face extérieure d'un corps de carte, on peut réaliser une fixation non permanente, mais détachable. Dans ce cas, il est possible d'échanger une batterie usagée ou défectueuse contre une neuve. On peut utiliser à cet effet, un adhésif détachable, pouvant se ramollir par réchauffage. En plus des variantes de réalisation décrites de l'invention, de nombreuses autres variantes sont réalisables. Elles s'appliquent en particulier à la forme de la segmentation, aux câblages des segments de batterie ainsi qu'à l'incorporation de la batterie dans le corps de carte. Il est possible, dans tous les cas, de combiner entre elles, les différentes variantes et d' adapter dans les meilleures conditions, la batterie plate et/ou la carte à puce, aux différentes spécifications 2s \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\2080020829.doc - 28 rnam 2003 - 1415
Claims (22)
1. Batterie plate (1) avec plusieurs segments de batterie (2, 2k, 2r) disposés dans un plan, enveloppés, reliés l'un avec l'autre d'une façon flexible par des barrettes (3) disposées entre les segments de batterie (2, 2k, 2r)
2. Batterie plate selon la revendication 1, caractérisée en ce que les segments de batterie (2) sont disposés côte à côte, en rangées longitudinales et/ou transversales
3. Batterie plate selon la revendication 1, caractérisée par un segrnent de batterie (2k) central circulaire ou de plusieurs segments de batterie centraux en forme de secteurs circulaires, et, éventuellement un segment de batterie (2r) supplémentaire annulaire disposé concentriquement autour, ou plusieurs segments circulaires de batterie disposés concentriquement autour.
4. Batterie plate selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisée par une enveloppe en feuille (5) en forme de cassette entourant les segments de batterie (2, 2k, 2r), avec deux demi-enveloppes en feuille (6, 7) recouvrant les segments de batterie (2, 2k, 2r), sur une face respectivement et reliées entre elles dans la zone de bordure de la batterie plate (1) et entre les segments de batterie (2, 2k, 2r) avec
formation de barrettes (3).
5. Batterie plate selon la revendication 4, caractérisée en ce que 2s l'enveloppe en feuille (5) est électriquement conductrice, au moins par parties, et l 'orientation des différents segments de batterie (2, 2k, 2r) , à l' intérieur de l'enveloppe en feuille (5) par rapport aux contacts (12, 13) de ces segments de batterie (2, 2k, 2r) et leur mise en contact entre eux, au moins partiellement par l'enveloppe en feuille sont telles que les différents segments de batterie (2, 2k, 2r)
sont raccordés suivant une confguration prédétermince.
6. Batterie plate selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les demi-enveloppes en feuille (6, 7) contiennent un matériau conducteur ou sont revêtues d'une façon conductrice sur leur face intérieure orientée vers les segments de batterie (2, 2k, 2r) et sont reliées entre elles par un matériau (8) de liaison
électriquement isolant dans les zones de bordure et/ou des barrettes.
\}llRSCH6\BREVETS\Brevets\20S0020829.doc - 2S rnus 2003 -15/18
7. Batterie plate selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce
que, l'une au moins des deux demi-enveloppes en feuille (6) est séparce le long
d'une barrette (3), entre deux segrnents de batterie (2) voisins au moins par parties.
8. Batterie plate selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce
que l'une au moins des deux demi-enveloppes en feuille (6) présente plusieurs parties de feuilles (6a, 6b), reliées entre elles, en recouvrement, entre deux segrnents
de batterie (2) le long d'une barrette (3).
o
9. Batterie plate selon la revendication 8, caractérisée en ce que les parties de feuilles (6a, 6b) sont reliées ensemble le long de la barrette(3) au moyen
d'un matériau de liaison (8) électriquement isolant.
10. Batterie plate selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce
que les barrettes sont disposées entre les segments de batterie (2) de façon que la batterie plate (1) présente sur une de ses faces constituée par les segments de batterie
(2) et les segments (3), une surface pratiquement plane.
11. Batterie plate selon la revendication 10, caractérisée en ce que la batterie plate (1) présente dans sa zone de bordure, une collerette d'extrémité (4) pour fixer la
batterie plate (1) dans une cavité d'un corps de carte.
12. Support de donnces portable (20) avec un corps de carte et un composant électronique disposé à l'intérieur, caractérisé par une batterie plate (1),
selon les revendications 1 à 11.
13. Support de données portable (20) selon la revendication 12, caractérisé en ce que la batterie plate (1) est installée dans une cavité (26) du corps
de carte (21).
14. Support de donnces portable (20) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la batterie plate (1) avec son enveloppe (5) est fixce par points, ou le long de lignes d'appui formant fixations (19) dans la cavité (26) d'un corps de
carte (21).
15. Support de données portable (20) selon l'une des revendication 12 à 14, caractérisé en ce que la batterie plate (1) est entièrement incluse dans le corps de carte (21) de la carte à puce (20) \\HIRSCH6\BREVETS\13revets\2080020829.doc - 28 rrs 2003 - 16/18 !
16. Support de données portable (20) selon 1'une des revendication 12 à 14, caractérisé en ce que la batterie plate (1) est placée dans une cavité sur la face
extérieure du corps de carte (21).
17. Support de données portable (20) selon revendication 16, caractérisé en ce que la batterie plate (1) est fixée dans la cavité (263 du corps de carte (21)
d'une façon amovible.
18. Support de données portable (20) selon la revendication 16 ou 17, o caractérisé en ce que la batterie plate est collée au corps de carte (21) dans la cavité (26) suivant une zone de bordure entourant la batterie plate (1), en forme de
collerette d'extrémité.
19. Support de donnces portable (20) selon l'une des revendication 12 à 17, caractérisé en ce que la batterie plate (1) est noyée dans une masse élastique (27)
dans le corps de carte (21).
20. Support de données portable (20) selon revendication 19, caractérisé en ce que la masse élastique (27) est une masse de remplissage (27)
21. Procédé pour incorporer une batterie plate dans un corps de carte (21) d'un support de données mobile (20), dans lequel une batterie plate (1) selon l'une
des revendications 1 à 11, est insérée et fixée dans une cavité (26) d'un corps de carte
(21).
22. Procédé pour incorporer une batterie plate dans un corps de carte (21),
dans lequel une batterie plate (1), selon l'une des revendications 1 à 11, est noyée à
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20161130 |