KR100395488B1 - Smart card with supercapacitor possible charge and discharge by wireless signal and external power - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상대적으로 짧은 시간 내에 충전이 가능하고 순간적인 고율방전을 얻을 수 있으며 도선연결에 의한 충전뿐만 아니라 원거리에서도 급속충전이 가능한 스마트 카드에 관한 것으로, 카드내의 신호처리 수단에 전력을 공급하기 위한 박막형 또는 후막형 슈퍼캐페시터가 내장된 스마트카드를 제공하는데 그 특징이 있다. 또한 본 발명은 카드리더기로부터 직접적인 자기장 공급을 받지 않는 원거리에서도 통신이 가능하게 하고 카드 자체만으로도 정보의 처리가 가능하도록 하기 위하여 슈퍼 캐페시터 및 원격전력 공급장치가 내장된 스마트카드를 제공하는데 그 다른 특징이 있다. 또한 본 발명은 원거리에서 공급되는 전자기파로부터 정류된 DC 전력을 이용한 비접촉형 충전도 가능하고 도선 연결에 의한 충전도 가능한, 슈퍼캐페시터가 내장된 스마트 카드를 제공하는데 그 다른 특징이 있다.The present invention relates to a smart card that can be charged in a relatively short time, obtains instantaneous high rate discharge, and is capable of rapid charging at a long distance as well as charging by wire connection, for supplying power to signal processing means in the card. It provides a smart card with a thin film or a thick film type supercapacitor. In addition, the present invention provides a smart card with a built-in supercapacitor and a remote power supply in order to enable communication at a long distance without direct magnetic field supply from the card reader and to process information using the card itself. have. In another aspect, the present invention provides a smart card with a built-in supercapacitor, which is capable of non-contact charging using DC power rectified from electromagnetic waves supplied from a long distance and also charging by wire connection.
Description
본 발명은 스마트 카드에 관한 것으로, 특히 무선 신호 또는 외부전원에 의해 충전이 가능한 슈퍼 캐페시터 내장형 스마트 카드에 관한 것이다.The present invention relates to a smart card, and more particularly, to a supercapacitor embedded smart card that can be charged by a wireless signal or an external power source.
본 발명은 미래에 큰 수요가 예상되는 마이크로 프로세스 칩을 내장한 미래형 스마트 카드의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있는 기술이다. 미래형 스마트카드는 비접촉형이면서 원거리 작동이 가능하고 복잡한 정보를 빠른 시간 내에 처리가 가능해야 할 것이다.The present invention is a technology capable of improving the performance and lifespan of a future smart card with a microprocessor chip that is expected to be in high demand in the future. Future smart cards will need to be contactless, capable of remote operation and capable of processing complex information in a short time.
상용화되어 있는 비접촉형 스마트 카드는 카드를 리더기나 그 외 기기와 접촉하지 않고 외부에서 공급되는 전자기파 신호에 의해 정보를 교환할 수 있는 카드이다. 비접촉형 스마트 카드는 외부에서 전원으로 공급해주는 전자기파 신호를 수신하는 안테나, 안테나에서 만들어 내는 전원을 정류하는 장치, 정류된 전원을 받아 필요한 정보 처리를 해주는 마이크로 프로세스칩 및 신호 송신기 등으로 구성되어 있다. 비접촉형 스마트 카드는 외부의 리더기로부터 공급되는 RF 신호 등에 의해 카드내의 코일로부터 순간적으로 발생되는 전류로 마이크로 프로세스칩을 구동시키고 신호를 발생시켜 정보를 교환하고 있다. 그러나 이때 발생하는 순간전원의 세기가 매우 작아 스마트 카드가 발생시킬 수 있는 신호의 강도가 약하기 때문에 정보를 교환할 수 있는 거리는 수 cm 정도로 매우 짧아 사용에 많은 불편이 있다.A commercially available contactless smart card is a card that can exchange information by an electromagnetic wave signal supplied from the outside without contacting the card with a reader or other device. The contactless smart card consists of an antenna that receives electromagnetic wave signals supplied from an external source, a device that rectifies the power generated by the antenna, a microprocessor chip and a signal transmitter that receive the rectified power and process necessary information. The non-contact smart card drives the microprocessor chip with the current generated instantaneously from the coil in the card by using an RF signal supplied from an external reader, and generates a signal to exchange information. However, since the strength of the instantaneous power generated at this time is very small and the strength of the signal that a smart card can generate is weak, the distance for exchanging information is very short, such as several cm, which causes inconvenience to use.
상기의 문제점을 보완하기 위해 대한민국 공개특허공보'2000-0033877'에서와 같이 충전이 가능한 박막형 전지를 내장한 형태의 스마트 카드가 개발되어 근거리 뿐 아니라 원거리에서도 정보의 교환이 가능하게 되었다.In order to compensate for the above problems, as described in Korean Laid-open Patent Publication '2000-0033877', a smart card having a built-in rechargeable thin-film battery has been developed to enable information exchange at a short distance as well as at a distance.
그러나 카드에 내장되어 있는 박막형 전지를 충전하기 위해서는 도선 연결을 위한 물리적인 접촉이 필요하며 장시간의 충전이 필요하다. 또한 박막형 전지의 특성상 스마트 카드의 순간적인 정보처리에 필요한 고율방전이 어려우므로 다기능의 정보 교환시 필요한 많은 양의 전력을 순간적으로 공급해 줄 수 없는 단점이 있다.However, in order to charge the thin film battery embedded in the card, physical contact for wire connection is required and a long time charging is required. In addition, due to the characteristics of the thin-film battery, high rate discharge required for instantaneous information processing of a smart card is difficult, and thus, there is a disadvantage in that it cannot instantaneously supply a large amount of power required for multifunctional information exchange.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 상대적으로 짧은 시간 내에충전이 가능하며 순간적인 고율방전이 가능한 스마트 카드를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to provide a smart card capable of charging in a relatively short time and capable of instantaneous high rate discharge.
또한 본 발명은 물리적인 도선연결에 의한 충전뿐만 아니라 원거리에서도 급속충전이 가능한 스마트 카드를 제공하는데 다른 목적이 있다.In another aspect, the present invention is to provide a smart card capable of fast charging at a long distance as well as charging by the physical wire connection.
도 1은 본 발명에 따라 원격 전력공급장치 및 슈퍼 캐페시터가 내장된 스마트 카드와 신호검출기 및 외부 전원공급장치를 함께 보이는 설명도,1 is an explanatory view showing a smart card, a signal detector, and an external power supply with a built-in remote power supply and a supercapacitor according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따라 슈퍼 캐페시터, 무선신호 변환을 위한 안테나 코일, 필터 및 외부충전 단자를 포함하는 스마트 카드의 개략적 구성을 보이는 평면도,2 is a plan view showing a schematic configuration of a smart card including a super capacitor, an antenna coil, a filter, and an external charging terminal according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 스마트 카드에 내장되는 원격 전력공급 장치 및 슈퍼캐페시터의 구성을 보이는 개략도,3 is a schematic view showing the configuration of a remote power supply and a supercapacitor embedded in a smart card according to the present invention;
도 4a는 본 발명에 따른 스마트 카드에 내장되는 후막형 슈퍼 캐페시터의 구성을 보이는 개략도,Figure 4a is a schematic diagram showing the configuration of a thick film-type super-capacitor embedded in a smart card according to the present invention,
도 4b는 본 발명에 따른 스마트 카드에 내장되는 박막형 슈퍼 캐페시터의 구성을 보이는 개략도.Figure 4b is a schematic diagram showing the configuration of a thin film supercapacitor embedded in a smart card according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명** Description of reference numerals for the main parts of the drawings *
100: 스마트 카드 200: 신호검출기100: smart card 200: signal detector
300: 외부 전원공급 장치 11, 12: 연결단자300: external power supply 11, 12: connection terminal
21, 22: 안테나 코일과 저역통과 필터의 연결배선21, 22: Wiring between antenna coil and low pass filter
23, 24: 슈퍼 캐페시터와 IC 소자의 연결배선23, 24: Wiring between super capacitors and IC devices
31, 32: 저역통과 필터와 슈퍼 캐페시터의 연결배선31, 32: connection of lowpass filter and supercapacitor
41, 42: 슈퍼 캐페시터의 연결단자 41A, 42A: 단자 구멍41, 42: Super capacitor connection terminal 41A, 42A: Terminal hole
43, 49: 포장지 44, 49: 전하집전체43, 49: wrapping paper 44, 49: electrical charge collector
45, 47: 전극판 46: 분리막45, 47: electrode plate 46: separator
51: 기판 52: 양극전하 집전체51: substrate 52: positive electrode current collector
53: 음극전하 집전체 54, 56: 전극53: negative electrode current collector 54, 56: electrode
55: 고체 전해질막55: solid electrolyte membrane
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1 전하집전층, 제1 전극판, 분리막, 제2 전극판 및 제2 전하집전층을 포함하는 전기이중층 캐페시터 또는 산화환원 캐페시터; 및 상기 전기이중층 캐페시터 또는 산화환원 캐페시터로부터 전력을 공급받아 동작하는 신호처리 수단을 포함하며, 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판 각각은, 탄소류, 금속산화물 또는 전도성 고분자 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 카드를 제공한다.The present invention for achieving the above object is an electric double layer capacitor or a redox capacitor comprising a first charge collector layer, a first electrode plate, a separator, a second electrode plate and a second charge collector layer; And a signal processing means operated by receiving electric power from the electric double layer capacitor or the redox capacitor, wherein each of the first electrode plate and the second electrode plate comprises at least one of carbons, metal oxides, and conductive polymers. It provides a smart card, characterized in that.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 분리되어 형성된 양극전하 집전층, 음극전하 집전층, 상기 양극전하 집전층 상에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극의 상부 표면 및 측면을 덮는 고체 전해질막, 상기 고체 전해질막 상에 형성되며 상기 음극전하 집전체와 연결되는 제2 전극을 포함하는 전기이중층 캐페시터 또는 산화환원 캐페시터; 및 상기 전기이중층 캐페시터 또는 산화환원 캐페시터로부터 전력을 공급받아 동작하는 신호처리 수단을 포함하는 스마트 카드를 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a substrate, a positively charged current collector layer formed separately on the substrate, a negative charge current collector layer, a first electrode formed on the positive charge current collector layer, the upper surface and the side of the first electrode A solid electrolyte membrane covering the electrode, an electric double layer capacitor or a redox capacitor formed on the solid electrolyte membrane and including a second electrode connected to the negative electrode current collector; And it provides a smart card including a signal processing means for operating by receiving power from the electric double layer capacitor or redox capacitor.
본 발명은 카드내의 마이크로 프로세서 및 신호발생 장치에 전력을 공급하기 위한 박막형 또는 후막형 슈퍼캐페시터가 내장된 스마트카드를 제공하는데 그 특징이 있다.The present invention provides a smart card with a thin film or thick film type supercapacitor for supplying power to a microprocessor and a signal generator in a card.
또한 본 발명은 카드리더기로부터 직접적인 자기장 공급을 받지 않는 원거리에서도 통신이 가능하게 하고 카드 자체만으로도 정보의 처리가 가능하도록 하기 위하여 슈퍼 캐페시터 및 원격전력 공급장치가 내장된 스마트카드를 제공하는데 그 다른 특징이 있다.In addition, the present invention provides a smart card with a built-in supercapacitor and a remote power supply in order to enable communication at a long distance without direct magnetic field supply from the card reader and to process information using the card itself. have.
또한 본 발명은 원거리에서 공급되는 전자기파로부터 정류된 DC 전력을 이용한 비접촉형 충전도 가능하고 도선 연결에 의한 충전도 가능한, 슈퍼캐페시터가 내장된 스마트 카드를 제공하는데 그 다른 특징이 있다.In another aspect, the present invention provides a smart card with a built-in supercapacitor, which is capable of non-contact charging using DC power rectified from electromagnetic waves supplied from a long distance and also charging by wire connection.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a smart card according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 카드는, IC 소자와 같이 정보를 송수신하여 필요한 정보를 저장하거나 논리분석 및 연산을 할 수 있는 신호처리 장치와 신호처리 장치에 전력을 공급하기 위한 슈퍼 캐페시터를 포함하는 스마트 카드로 이루어진다.The smart card according to the first embodiment of the present invention includes a signal processing device capable of transmitting and receiving information, such as an IC element, storing necessary information, performing logic analysis and calculation, and a supercapacitor for supplying power to the signal processing device. It consists of a smart card that contains.
상기 슈퍼캐페시터는 도선을 통하여 외부로부터 충전되거나 또는 원격전력공급장치를 통하여 충전될 수 있다.The supercapacitor may be charged from the outside through a wire or through a remote power supply.
도 1은 본 발명의 제2 실시예에 따라 원격 전력공급장치 및 슈퍼 캐페시터가 내장된 스마트 카드(100)가 전자기파 신호발생기를 내장한 신호검출기(200)로부터 전자기파 신호(S1)를 받거나 연결단자(11, 12)를 통하여 외부 전원공급장치(300)로부터 충전되고 고율방전에 의해 카드신호(S2)를 송신하는 것을 개략적으로 도시하고 있다.1 is a smart card 100 having a remote power supply and a supercapacitor according to a second embodiment of the present invention receives an electromagnetic wave signal S1 from a signal detector 200 having an electromagnetic wave generator or a connection terminal ( 11 and 12 are schematically shown to be charged from the external power supply device 300 and to transmit the card signal S2 by high rate discharge.
도 2는 본 발명의 제3 실시예에 따라 슈퍼캐페시터(SC), 무선신호 변환을 위한 안테나 코일(A), 저역통과 필터(F) 및 외부 연결단자(11, 12)를 포함하는 스마트 카드의 개략적 구성을 보이는 평면도이다. 도 2에서 도면부호 'IC'는 마이크로 프로세서 등과 같이 필요한 정보를 저장하거나 논리분석 및 연산을 할 수 있는 부분과 생성된 신호 및 정보를 송신하는 부분이 하나로 일체되어 신호처리 장치로서 역할하는 IC 소자를 나타낸다.2 illustrates a smart card including a supercapacitor (SC), an antenna coil (A) for wireless signal conversion, a low pass filter (F), and external connection terminals (11, 12) according to a third embodiment of the present invention. It is a top view which shows schematic structure. In FIG. 2, the reference numeral 'IC' denotes an IC device that serves as a signal processing apparatus by integrating a portion capable of storing necessary information such as a microprocessor, performing logic analysis and calculation, and transmitting a generated signal and information into one. Indicates.
도 2에 보이는 스마트 카드(100)는 원격전력공급장치와 슈퍼 캐페시터로 이루어지는 원거리충전 슈퍼캐페시터 부분과 마이크로 프로세스 칩 등과 같은 IC 소자 부분으로 나눌 수 있다. 원거리충전 슈퍼 캐페시터는 도 3에 나타낸 바와 같이 전자기파를 수신할 수 있는 안테나 코일(A), 정류를 위해 상기 안테나 코일(A)에 내장된 다이오드(D), 안테나 코일(A)에 의해 발생된 전압 중 고주파 성분을 제거하기 위한 저역통과 필터(F)로 이루어져 전자기파로부터 DC 전력을 생산하는 원격전력 공급장치와 슈퍼캐페시터(SC)로 이루어진다.The smart card 100 shown in FIG. 2 may be divided into a remote charging supercapacitor part including a remote power supply device and a supercapacitor part and an IC device part such as a micro process chip. As shown in FIG. 3, the remote charging supercapacitor includes an antenna coil A capable of receiving electromagnetic waves, a diode D built in the antenna coil A for rectification, and a voltage generated by the antenna coil A. It consists of a remote power supply and supercapacitor (SC) to produce DC power from electromagnetic waves, consisting of a low pass filter (F) to remove the high frequency components.
따라서, 안테나 코일(A)에 수신된 전자기파는 다이오드(D)에 의해 정류되어 저역통과 필터(F)에 전달되고, 저역통과 필터(F)를 통과한 후 DC 전압 형태로 슈퍼캐페시터(SC)를 충전시킨다. 한편, 슈퍼 캐페시터는 스마트 카드의 외부 연결단자(11, 12)를 통해서도 충전된다. 슈퍼 캐페시터(SC)는 마이크로 프로세스 칩 등을 포함한 신호처리 장치인 IC 소자(IC) 작동에 필요한 전력을 공급하며, 이러한 과정을 통해 스마트 카드(100)는 필요한 정보를 처리하고 신호를 외부로 발생시키게 된다.Therefore, the electromagnetic wave received by the antenna coil A is rectified by the diode D and transmitted to the low pass filter F. After passing through the low pass filter F, the supercapacitor SC is transferred in the form of DC voltage. Charge it. On the other hand, the super capacitor is also charged through the external connection terminals 11 and 12 of the smart card. The supercapacitor (SC) supplies power required for the operation of the IC device (IC), which is a signal processing device including a micro process chip, and the like, and the smart card 100 processes the necessary information and generates a signal to the outside. do.
도 2에서 미설명 도면부호 '21', '22'는 안테나 코일(A)과 저역통과 필터(F)의 연결배선, '23', '24'는 슈퍼 캐페시터(SC)와 IC 소자(IC)의 연결배선, 31', '32'는 저역통과 필터(F)와 슈퍼 캐페시터(SC)의 연결배선, '41', '42는 슈퍼 캐페시터(SC)의 연결단자를 나타낸다.In FIG. 2, reference numerals '21' and '22' denote connection wirings of the antenna coil A and the low pass filter F, and '23' and '24' denote supercapacitors SC and IC devices IC. Are connected to the low pass filter (F) and the super capacitor (SC), and '41' and '42 are connected to the super capacitor (SC).
본 발명에 따른 스마트 카드에 내장되는 캐페시터는 슈퍼 캐페시터(또는 울트라 캐페시터)로서, 재래식 콘덴서에 비하여 비축적 용량(specific capacitor: F/g)이 100 배 내지 1000 배 이상 크고, 최신형 2차 전지에 비하여 동력밀도가 10배 이상, 에너지 밀도는 1/10 수준으로 향상되는 등 다량의 에너지를 신속하게 저장할 수 있는 에너지 저장 동력원으로 이용되는 캐페시터를 말한다. 슈퍼 캐페시터는 작동 원리에 따라 전기이중층 슈퍼 캐페시터(electrical double layer super capacitor(EDLC))와 산화환원 슈퍼캐페시터(redox super capacitor)로 나눌 수 있다.The capacitor embedded in the smart card according to the present invention is a supercapacitor (or ultracapacitor), which has a specific capacitor (F / g) of 100 to 1000 times larger than that of a conventional capacitor, and is higher than that of a modern rechargeable battery. It is a capacitor that is used as an energy storage power source that can store large amounts of energy quickly, such as more than 10 times the power density and 1/10 the energy density. Supercapacitors can be divided into electrical double layer super capacitors (EDLC) and redox super capacitors according to the principle of operation.
EDLC는 전하분리(charge separation)에 의해 작동되며 주로 전극물질로는 활성화된 탄소계열을 사용하고, 산화환원 슈퍼캐페시터는 전하이동(charge transport)에 의해 작동되며 금속산화물과 전도성 고분자 등의 활성전극, 분리막(separator), 전해액(electrolyte), 집전체(charge collector)와 포장재(case, sealing)로 구성된다.EDLC is operated by charge separation, and activated carbon series is mainly used as electrode material. Redox supercapacitor is operated by charge transport. Active electrode such as metal oxide and conductive polymer, It is composed of a separator, an electrolyte, a charge collector, and a case.
전술한 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 스마트 카드에 내장되는 슈퍼 캐페시터는 카드의 두께와 응용분야에 따라 전기이중충 캐페시터 또는 산화환원 캐페시터 중 어느 하나이고 그 형태는 후막형 또는 박막형이 될 수 있다. 그리고, 다양한 스마트 카드의 종류 및 기능에 따라 각기 다른 축전용량의 슈퍼 캐페시터가 이용될 수 있다.The supercapacitor embedded in the smart card according to the first to third embodiments of the present invention described above is either an electric double charge capacitor or a redox capacitor according to the thickness and the application field of the card, and its form is a thick film type or It may be a thin film type. In addition, supercapacitors having different capacitances may be used according to types and functions of various smart cards.
도 4a는 본 발명에 따른 스마트 카드에 내장될 후막형 슈퍼 캐페시터 구성을 분해하여 보이는 사시도로서, 그 각각이 단자 구멍(41A, 42A)을 구비하는 절연막인 제1 포장지(43) 및 제2 포장지(49) 각각이 알루미늄과 같은 제1 전하집전체(44) 및 제2 전하집전체(48) 각각과 접합되고, 제1 포장지(43)와 접합된 제1 전하집전체(44) 상에 제1 전극판(45), 분리막(46), 제2 전극판(47)을 적층하고, 제2 전극판(47) 상에 제2 포장지(49)와 접합된 제2 전하집전체(48)를 차례로 적층한 다음, 적층 구조의 가운데 부분을 눌러주면서 제1 포장지(43) 및 제2 포장지(49)의 가장자리를 열접합하여 제조한 후막형 슈퍼 캐페시터를 보이고 있다.4A is an exploded perspective view of a thick film type supercapacitor structure to be incorporated in a smart card according to the present invention, each of which is an insulating film having terminal holes 41A and 42A, and a first wrapping paper 43 and a second wrapping paper ( 49) a first on the first charge collector 44, each of which is bonded to each of the first and second charge collectors 44 and 48, such as aluminum, and bonded to the first wrapper 43, respectively. The electrode plate 45, the separator 46, and the second electrode plate 47 are stacked, and the second charge collector 48 bonded to the second wrapper 49 is sequentially formed on the second electrode plate 47. After stacking, the thick film type supercapacitor manufactured by thermally bonding the edges of the first wrapping paper 43 and the second wrapping paper 49 while pressing the center portion of the stacked structure is shown.
상기 제1 및 제2 포장지(43, 49)는 제1 및 제2 전하집전체(44, 48) 보다 다소 크며, 상기 제1 포장지(43) 및 제2 포장지(49)의 단자구멍(41A, 42A)은 중첩되지 않는 위치에 형성된다. 한편, 상기 적층 과정에서 제1 전극판(45) 및 제2 전극판(47) 전극판 위에는 전해액을 조금씩 떨어뜨린다.The first and second wrappers 43 and 49 are somewhat larger than the first and second charge collectors 44 and 48, and the terminal holes 41A and the first wrappers 43 and the second wrapper 49 are formed. 42A) is formed at a position not overlapping. Meanwhile, in the lamination process, the electrolyte is dropped little by little on the first electrode plate 45 and the second electrode plate 47.
상기 후막형 슈퍼 캐페시터의 제1 전극판(45) 및 제2 전극판(47) 각각은 표면적을 최대한 높일 수 있는 탄소류, 니켈산화물 및 루테늄산화물 등과 같은 금속산화물 또는 폴리아닐린, 폴리피롤 및 폴리사이오펜과 그들의 유도체 같은 전도성고분자 중 적어도 어느 하나로 이루어진다. 슈퍼 캐페시터 형성 과정에서 사용되는 전해액은 황산 등과 같은 수용성 전해액, Et4NBF4, Et4NPF6,Et4NClO4,Me4NBF4,Bu4NBF4와같은 염과 아세토니트릴(AN)이나 프로필렌카보네이트(PC)를 포함하는 비수용성 용매로 이루어진다.Each of the first electrode plate 45 and the second electrode plate 47 of the thick film-type supercapacitor may include metal oxides such as carbons, nickel oxides, and ruthenium oxides, or polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, which can maximize the surface area. At least one of conductive polymers such as derivatives thereof. The electrolyte used in the formation of the supercapacitor is a water-soluble electrolyte such as sulfuric acid, salts such as Et 4 NBF 4 , Et 4 NPF 6, Et 4 NClO 4, Me 4 NBF 4, Bu 4 NBF 4 , and acetonitrile (AN) or propylene. It consists of a non-aqueous solvent containing carbonate (PC).
도 4b는 본 발명에 따른 스마트 카드에 내장될 박막형 슈퍼캐페시터의 구조를 보이는 단면도로서, 기판(51), 상기 기판(51) 상에 각각 형성된 양극전하 집전체(52) 및 음극전하 집전체(53), 양극전하 집전체(52) 상에 형성된 제1 전극(54), 제1 전극(54)의 상부 표면 및 측면을 덮는 고체 전해질막(55), 상기 고체 전해질막(55) 상에 형성되며 음극전하 집전체(55)와 연결되는 제2 전극(56)으로 이루어지는 박막형 슈퍼 캐페시터를 보이고 있다.4B is a cross-sectional view showing a structure of a thin film type supercapacitor to be embedded in a smart card according to the present invention, wherein the positive electrode current collector 52 and the negative electrode current collector 53 formed on the substrate 51, respectively. ), The first electrode 54 formed on the positive electrode current collector 52, the solid electrolyte membrane 55 covering the upper surface and the side surfaces of the first electrode 54, and the solid electrolyte membrane 55. A thin film type supercapacitor including the second electrode 56 connected to the negative electrode current collector 55 is shown.
상기 고체 전해질막(55)은 제1 전극(54) 및 제2 전극(56)을 전기적으로 단락시켜주며 이온의 전도가 가능한 물질로 이루어진다. 상기 고체 전해질막(55)은 이온전도는 가능해도 전기전도는 일어나지 않으므로 제1 전극(54)과 제2 전극(56)간의 단락은 발생하지 않는다.The solid electrolyte membrane 55 is made of a material that electrically shorts the first electrode 54 and the second electrode 56 and is capable of conducting ions. Since the solid electrolyte membrane 55 is capable of ion conduction but no electrical conduction, a short circuit between the first electrode 54 and the second electrode 56 does not occur.
박막형 슈퍼 캐페시터 상에 원격전력 공급장치 또는 IC 소자 등을 적층할 수 있다. 즉, 도 4b와 같은 적층 구조의 박막형 슈퍼 캐페시터 상에 슈퍼 캐페시터와 원격전력 공급장치를 물리적, 전기적으로 분리시킬 수 있는 보호막(encapsulation layer)을 형성하고, 평탄화 공정을 거쳐 보호막 표면을 다듬은 다음 상기 보호막 상에 스마트 카드에 내장될 다양한 소자를 형성할 수도 있다.A remote power supply device or an IC device may be stacked on the thin film supercapacitor. That is, an encapsulation layer capable of physically and electrically separating the supercapacitor and the remote power supply device may be formed on the thin film supercapacitor having a stacked structure as shown in FIG. 4B, and the surface of the passivation layer may be polished through a planarization process. Various elements to be embedded in the smart card may be formed on the substrate.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 본 발명에 따른 스마트 카드는 단 시간 내에 충전과 순간적인 고율방전이 가능한 후막형 또는 박막형 슈퍼 캐페시터를 에너지원으로 사용함으로써, 종래의 스마트카드보다 상대적으로 원거리에서 정보를 주고받을 수 있을 뿐만 아니라, 슈퍼 캐페시터로부터 고율의 전력을 순간적으로 공급받을 수 있기 때문에 많은 양의 전력이 소모되는 복잡한 정보의 처리도 가능하게 한다.As described above, the smart card according to the present invention uses a thick-film or thin-film supercapacitor capable of charging and instantaneous high-rate discharge within a short time as an energy source, thereby allowing information to be sent and received at a relatively long distance than a conventional smart card. In addition, since a high rate of power can be instantaneously supplied from the supercapacitor, it also enables processing of complex information that consumes a large amount of power.
또한 본 발명에 따른 스마트 카드는, 슈퍼 캐페시터의 충전과정을 도선을 통한 접촉식뿐 아니라 원격전력공급장치를 이용한 원거리 충전방식을 포함시킴으로써 카드 리더기 등 외부의 정보교환장치와의 정보교환뿐 아니라 전자기파를 통한 전력공급도 함께 받을 수 있다. 충전식 전지와는 달리 단시간 내에 충전이 가능한 슈퍼캐페시터에 의해 특별한 충전시간이 필요 없이도 정보를 교환하는 과정 중에 충분한 충전이 이루어질 수 있다.In addition, the smart card according to the present invention includes a charging method of the supercapacitor, including a contact type through a wire, as well as a remote charging method using a remote power supply device. It can also be supplied with power. Unlike a rechargeable battery, a supercapacitor that can be charged in a short time can be sufficiently charged in the process of exchanging information without requiring a special charging time.
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030040986A (en) * | 2001-11-19 | 2003-05-23 | (주)티오스 | Subminiature non-contact electronic payment card using thick film antenna |
| KR100474473B1 (en) * | 2002-11-08 | 2005-03-11 | 한국전자통신연구원 | An active RFID tag |
| US10503939B2 (en) * | 2014-12-24 | 2019-12-10 | Intel Corporation | Method and apparatus for energy harvest from a proximity coupling device |
| CN113472053B (en) * | 2021-07-02 | 2022-05-24 | 湘潭大学 | Traction load dual-application hybrid energy storage capacity optimization method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890008711A (en) * | 1987-11-05 | 1989-07-12 | 안시환 | Contactless information communication method of integrated circuit card |
| JPH02165311A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | Ic card |
| JPH0567254A (en) * | 1990-12-28 | 1993-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | Ic card |
| KR20000033877A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-15 | 전주범 | Smart card embedding dual antenna and battery |
| US6284406B1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-09-04 | Ntk Powerdex, Inc. | IC card with thin battery |
-
2000
- 2000-10-11 KR KR10-2000-0059754A patent/KR100395488B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR890008711A (en) * | 1987-11-05 | 1989-07-12 | 안시환 | Contactless information communication method of integrated circuit card |
| JPH02165311A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-26 | Murata Mfg Co Ltd | Ic card |
| JPH0567254A (en) * | 1990-12-28 | 1993-03-19 | Mitsubishi Electric Corp | Ic card |
| KR20000033877A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-15 | 전주범 | Smart card embedding dual antenna and battery |
| US6284406B1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-09-04 | Ntk Powerdex, Inc. | IC card with thin battery |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100755143B1 (en) | 2006-06-02 | 2007-09-04 | 엘지전자 주식회사 | Refrigerator for wireless power transmission to sensor for detecting condition of stored food |
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