KR101300957B1 - 자기변형/압전 원격 발전 장치, 배터리 및 그의 제조방법 - Google Patents

자기변형/압전 원격 발전 장치, 배터리 및 그의 제조방법 Download PDF

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쿠퍼 타이어 앤드 러버 캄파니
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Abstract

자기변형 물질과 압전 물질의 복합체에 자기장을 인가하여 전력을 발생하는 발전 장치에 관한 것이다. 상기 자기변형 물질 및 압전 물질의 복합물은 배터리 혹은 기타의 저장 장치에 혼입될 수도 있다.

Description

자기변형/압전 원격 발전 장치, 배터리 및 그의 제조방법 {MAGNETOSTRICTIVE/PIEZO REMOTE POWER GENERATION, BATTERY AND METHOD}
본 출원은 2006년 6월 22일자 미국 가출원 제 60/816,010호 및 2006년 7월 18일자 미국 가출원 제 60/831,619호의 내용을 우선권으로 한다.
RFID (무선 주파수 인식)의 이용 및 제조 분야에서, 그 기술은 크게 다음 두가지 그룹으로 나뉜다: 하나는 리더에 대한 밀착형 커플링의 전력을 수집하여 이를 다시 리더에게 전송하거나 혹은 정보를 리더에게 반송하는 수동형 태그 (Passive Tag)이고 다른 하나는 자체의 배터리, 축전기(커패시터) 혹은 유사 장치와 비슷하게 축전 용량을 보유하는 능동형 태그 (Active Tag)이다. 이 태그는 태그를 요청하는 리더에서 발생한 RF 신호에 따라 질문을 수령하여 해당 데이타를 전송하고 상기 리더가 이 데이타를 수용한다. 상기 능동형 태그는 축전 장치의 반감기 한계 탓에 그 수명이 제한적이다. 본 발명의 자기변형/압전 장치는 탑재된 전기 장치를 작동시키거나 혹은 다수의 센서, 리시버, 전송기 혹은 기타 전기나 전자 소자에 이용될 수 있는 축전 장치를 충전하기 위하여 전력을 공급한다. 상기와 같은 발전 기술을 이용하는 새로운 형태의 RFID를 앞으로 네트워크 전력형 태그 (Network Powered Tag) 혹은 NPRFID 라고 한다.
본 발명은 자연 혹은 인공의 펄스 발생 혹은 소정 거리의 원격 조작형 자기 혹은 전자기장으로부터 제어되는 발전 장치, 이에 의해 충전되는 배터리 및 상기 배터리의 제조 방법에 관한 것이다. 자기변형성 혹은 유사한 재료에 자기 효과를 부여하면, 자기 펄스가 감지될 때마다 전력을 발생하는 압전체 같은 전력 발생 결정체나 물질의 신장, 굴곡 혹은 변위 등이 야기된다. 신규의 발전 장치는 수동 자기변형 전자능동성 (PME) 장치나 유사 장치로부터 전력을 발생시킨다. 테르페놀-D [Fe2(Dy0.7Tb0.3)] 자기변형 물질 및 세라믹 PZT-5 으로된 층으로 구성된 수동 자기장 센서는, 쿼리(질의형) 트랜시버 자기장 (0.3 에르스텟 이상) 범위에서 전기 및 전자 소자에 대해 전력 발생기 역할을 하게 된다. 자기변형 물질이나 기타 물질은 이것이 부착된 압전 소자를 자기장 혹은 펄스형 자기장 안에서 변위시킬 때 신장, 굴곡 혹은 물리적으로 왜곡되며 따라서 전기 소자나 전자 소자에 전력을 발생시킨다.
바람직한 구현예에 따르면, 전력 발생시 이 전력은 강유전성 커패시터, 커패시터 혹은 충전형 배터리 장치 등의 뱅크에 저장된다. 배터리는 수천개의 강유전 커패시터로 이루어지고 이들 모두 평행하게 연결 고정된 형태의 압연 시트 형태가 될 수도 있다. 강유전 커패시터를 소정 크기 이상으로 구축하기는 불가능하다. 따라서, 대형의 강유전 커패시터를 제작하기 위해서는 다수의 소형 커패시터를 설치 및 평행으로 결합시켜 하나의 대형 커패시터에 상응하도록 한다. 이 방법은 다수의 재료층을 차례로 적층 결합시켜 필요 없는 부분을 식각 제거하여 집적 회로를 제작하는 공정과 유사하다. 이렇게 함으로써, 대형의 커패시터를 Mylar® 같은 폴리에스테르 혹은 Kapton® 같은 폴리이미드로 된 시트 상에 배치하고 이를 롤업 처리하여 패키지를 제작할 수 있다. 이 패키지는 통상의 배터리 패키지 제작에 이용되는 실린더 속에 쉽게 정착할 수 있다.
PME 발전기/배터리는 자기장 혹은 전자기장의 매 펄스마다 전력을 발생한다. 자기 공급원의 펄스 발생에 따라 배터리 혹은 커패시터를 소정의 전압 혹은 전류 레벨까지 충전할 수 있다. 최적의 전력을 얻기 위하여 자기장은 자기변형/압전 복합체의 고유 주파수와 일치하는 주파수에서 전력을 발생해야 한다. 상기 복합체의 고유 공진 주파수의 약 90 내지 110% 범위에 해당하는 주파수에서 자기장이 발생할 경우 최적의 전력에 가까운 전력을 제공할 수 있다. 또한, 배터리, 커패시터 혹은 기타의 축전 장치에 전력을 공급하는 신규의 자기변형/압전 장치는 전압 조정기와 공조하여 소정의 전압을 제공할 수 있다. 상기 장치는 또한 응용분야에 따라 조정기 없이도 기능할 수 있다. 위와 같이 발생한 전력은, AAA, AA, C, D 혹은 기타의 상용 배터리 형태를 이용하는 모든 장치에서 사용가능한 전형 혹은 비전형적인 배터리 외장체에 도입할 수도 있다. 이러한 신규의 발전 배터리를 네트워크 전력형 배터리(NPB)라고 한다. 상기 배터리는 단일 혹은 다수의 자기발생 장치로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또한 단일형 자기 발생 장치가 복수의 NPBs에 전력을 제공할 수도 있다. 이러한 신규의 장치는 배터리로부터 전력을 공급받는 복수의 장치에 전력을 공급할 수 있도록 구성되며 또한 멀리 떨어져 있는 RFID 태그에 전력을 공급하거나 쿼리(질의)할 수 있다.
펄스 발생 자기장은 또한 수신 장치의 전원을 켜거나 끄는 명령, 혹은 메모리에 새로운 데이타를 저장, 메모리 소거 혹은 기능 중단과 같은 기타의 특수 과제나 조작 명령을 내리도록 코드화 할 수 있다
본 발명의 한 바람직한 구현예는, 사용하는 기기에 전력을 공급하도록 지속 충전을 유지하고 따라서 잠재적인 무한 반감기를 제공함으로써 종래의 배터리 기술보다 용량을 더 증대시킬 수 있다. 이는 사용 기기의 신뢰성 측면에서 그 장점이 매우 크다. 본 발명은 또한 의학, 생의학, 야간 투시경, GPS, 무선 분야, 센서, 구동기기 및 인공지능 기술 분야를 위한 전력 공급원을 제공한다. 배터리에 데이타를 전송하는 능력은 또한 전력 보존, 모드 변경, 데이타 갱신 등과 같은 부수적인 이점도 제공할 수 있다.
1840년대 James Prescott Joule 에 의해 최초로 발견된 자기변형 물질에 관하여, 상기 발견자는 철의 길이가 자기 변화에 따라 달라진다는 사실에 주목하고 이 현상을 주울 효과라고 명명했다.
그의 원리는 다음과 같다:
자기변형 물질은 자기장에 노출시 팽창하여 주울 효과 혹은 자기변형을 나타낸다. 이는 상기 물질 내의 자기 도메인이 자기장에 따라 배열되기 때문이다. 마찬가지로, 상기 물질이 변형 (신장 혹은 압축)될 때, 자기 에너지 변화를 일으킨다. 이 현상을 자기역학적 효과 혹은 빌러리 (Villari) 효과라고 한다.
자기변형 물질의 몇가지 예를 들면 다음과 같다:
* 코발트
* 철
* 니켈
* 페라이트
* 테르븀 합금 (테르페놀-D)
* 멧글라스
* 갈페놀 (갈륨 및 철)
자기변형은 자기 상태 및 탄성 상태 간의 이방성 에너지 교환을 수반하기 때문에, 자기변형 물질은 압전 물질과 결합시 교류형 전자기장에서 AC 전압을 생성하는 메커니즘을 갖는다.
도 1은 자기변형 팽창의 기본 개념을 나타내는 개략도;
도 2는 본 발명의 복합체를 구성하는 결합 물질들의 사시도;
도 3은 자기변형 메커니즘을 나타내는 개략도;
도 4는 전력 발생 코일의 기존 용도를 나타내는 배선도;
도 5는 자기변형-압전 복합체에 의한 전력 발생을 나타내는 배선도;
도 6은 지시명령과 데이타에 의해 변조될 수 있는 전자기장을 생성하는 회로도;
도 7은 본 발명에 따른 배터리의 한가지 형태를 나타내는 단면도; 및
도 8a 및 8b는 배터리의 또다른 구현예 (도 8a) 및 기재(substrate)에 장착된 배터리의 조립 배열 (도 8b)을 나타내는 도면.
도 1은 종축 X를 따라 인가되는 자기장(H)으로부터 구한, 원통형 샘플(10)의 주울 자기변형 (△L/L)을 나타낸다. 자기변형 물질로 구성된 상기 원통형 샘플(10)은 자기장 인가 전의 길이 (L)에서 자기장 인가시의 길이 (L + △L)로 신장된다.
도 2는 자기변형 재료층(12) 및 압전 재료층(14)의 결합에 의해 자기변형 물질 및 압전 물질로 이루어진 복합체(20)를 형성하는 것을 예시한다. 상기 복합체는 다양한 구성으로 이루어질 수 있으며 자기장(H)의 영향 하에 있게 된다. 자기장(H)을 복합체(20)에 인가하면 자기변형 재료층(12)이 신장되어 압전 재료층(14)의 변형을 야기하며 따라서 비례전압이 유래된다. 복합체(20)의 구성에 따라 자기장 인가시 자기변형 재료층(12)이 신장, 굴곡 혹은 왜곡되기도 한다.
전자기 적층 복합체 및 자기변형 합금에 대한 정보는 2005년 11월 28일자 응용 물리학 저널 87-222504에 개시되어 있으며 그 내용을 본원에 참고로서 수록한다.
도 3에 있어서, 도 3 상부의 첫번째 문자기호 (M)는 자기장(H)의 영향 하에 있지 않을 때 임의의 위치에 있는 자기변형 재료층(12)의 분자들을 표시하고 도 3 하부의 두번째 문자기호 (M)는 자기변형 재료층(12)이 상기 자기장(H) 하에 있을 때의 분자들의 배열을 나타낸다. 도 3에서 보는 바와 같이, 자기변형 재료층(12)의 길이는 분자(M)가 자기장(H)의 인가에 따라 배열되면 증가한다. 길이의 증가를 문자기호 (e)로 나타낸다.
원자 단위의 자기변형 메커니즘은 복잡하지만 거시적 수준에서 보면 두가지 의 뚜렷이 구별되는 과정으로 분류할 수 있다. 하나는 외부 자기장에 따라 재료 내의 도메인 벽이 이동하는 것이며 두번째 과정은 도메인의 회전이다. 이러한 두가지 메커니즘은 상기 물질에서 도메인 방향을 바꾸어 크기 변화를 야기한다. 변형은 등체적(isochoric)이므로 크기 변화는 직교 방향으로 서로 대향하여 일어난다. 도메인 재배향에 관련한 메커니즘은 다양하나 그 기본 개념은 도 3에서 보는 바와 같이 자기 도메인의 회전과 이동에 따라 재료의 물리적 길이가 변화한다는 것이다.
도 4는 전기 발생을 위하여 코일(16)을 사용한 기존 기술을 예시하는 배선도이다. 통상의 기술에서 RFID 장치는 이 장치에 전력을 공급하기 위해 전자기장을 포획하는 코일-커패시터(16)를 이용한다. 이 기술은 1미터에 달하는 범위까지 효과적으로 실행된다. 전자기장 (H 장)은 RFID 장치와 전력 공급원 간의 거리가 증가하면 지수 비율(즉, 기하급수)로 감소한다. 그러므로, 상기 코일-커패시터(16)의 감도는 종래의 RFID 장치 및 그의 코일 커패시터(16)로부터 1미터를 벗어난 위치에 있는 전력 공급원에서 충분한 에너지를 포획하기에는 부적합하다.
도 5는 본 발명에 따른 자기변형-압전 복합체(20)에 의한 단기-중기-장기간의 전력 공급을 예시하는 배선도이다.
본 발명은 약한 자기장으로부터 전기 에너지를 생성하는 고효율 메커니즘이라는 장점이 있다. 복합체(20)는 코일 커패시터보다 훨씬 효과적이므로 상기 복합체(20)는 극저의 자기장에서 더 긴 시간동안 작용한다. 또한, 복합체(20)를 함유하는 장치가 지구 자기장에 따라 움직일 때 전압이 발생된다. 이 때문에 상기 장 치를 움직이기만 해도 충전이 이루어진다.
상기 복합체(20)를 사방 약 1cm 크기로 사용하는 자기변형-압전 장치는 자기장 강도 1 에르스텟당 1 볼트의 전압을 생성할 수 있다 (지구 자기장은 약 1/2 에르스텟).
도 6는 지시명령 및 데이타에 따라 변조가능한 자기장을 생성하는 회로를 도시한다. 오실레이터(101)는 4.00MHz 주파수에서 작동한다. 상기 오실레이터(101)는 또한 마이크로프로세서 (도면에 없음) 용도의 오실레이터를 이용할 수도 있다. 대부분의 마이크로프로세서 설계에서, 이를 클럭(clock) 처리하는데 결정체를 이용한다. 마이크로프로세서에 이용되는 결정체는 후술하는 코일 드라이브(105)에 공유될 수도 있다. 오실레이터(101)의 출력으로 4.00MHz 신호를 수신하여 이를 32 로 나누는 카운터/디바이더(102)를 구동시킨다. 카운터/디바이더(102)는 125kHz 스퀘어파 신호를 발생한다. 마이크로프로세서 결정이 8MHz 일 경우, 125kHz 신호를 얻기 위해서는 이 주파수를 64로 나누어야 한다. nand 게이트(103)는 데이타 입력 레벨에 따라 125kHz 신호를 온 및 오프 하기 위해 제공된다. 데이타 입력이 1 이면 125kHz 신호가 통과한다. 데이타 입력이 0 이면 125kHz 신호가 차단되어 어떤 신호도 인버터(104)를 통과하지 않는다. 상기 인버터(104)는 코일-커패시터(106)를 이것의 양 단부로부터 구동시키기 위해 125kHz 신호의 2개의 위상을 발생한다. 사용되는 2개의 드라이브(105)는 강전류(heavy current) 장치이다. 이들은 코일-커패시터(106)를 이것의 양 단부로부터 구동시킨다. 강전류 드라이버(105)를 이용하여 상기의 방식으로 코일-커패시터(106)를 구동시키기 위해 전원으로부터 소량의 전압을 공급한다. 반면에, 코일을 한쪽 측면에서만 구동시킨 경우 그 효과는 코일-커패시터(106)를 양 측면에서 구동시켜 달성할 수 있는 효과의 절반에 불과하다. 최종적으로, 코일-커패시터(106)로부터 방출 및 코일-커패시터(106) 주변의 영역으로 방사되는 전자기장이 형성된다.
도 7은 본 발명에 따라 구성된 배터리(30)를 예시한다. 상기 배터리(30)는 예를 들어 A, AA, AAA, C 혹은 D의 치수를 갖는 통상의 플래시라이트, 펜라이트, 배터리 등의 외형을 나타내고 있으나, 이러한 배터리(30)는 보다 광범위한 형태 및 구성을 취할 수도 있다. 모든 종류의 배터리를 상기의 장치 대신 이용할 수도 있다.
도 7에서 보는 바와 같이, 한쪽 끝에 양극 단자(34)를 다른 끝에 음극 단자(36)를 가진 원통형 케이싱(32)을 구비하는 강유전 커패시터 장치 같은 배터리(30)나 기타의 축전 장치가 제공된다. 전압 조정기(38)는 케이싱(32)의 중앙의 약간 하방에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 전압 조정기(38)는 내셔날 세미컨덕터사(산조세, 캘리포니아)의 제품 번호 No. LM78L05로 시판되는 제품 등을 이용할 수 있다. 전압 조정기(38)와 양극 단자(34) 사이의 상부 영역(39)에는 그 안에 배치되는 커패시터 혹은 강유전 커패시터를 갖추고 있다. 커패시터 및 강유전 커패시터는 집적 회로 관련 분야에서 널리 공지되어 있다. 전압 조정기(38)와 음극 단자(36) 사이에는 하나 이상의 자기변형/압전 셀 복합체(20)가 위치한다. 필요한 경우, 상기 자기변형/압전 셀 복합체가 전압 조정기(38)와 양극 단자(34)에 존재하고 전압 조정기(38) 및 음극 단자(36) 사이에는 PZT가 위치할 수도 있다. 또한, 전압 조정이 중요치 않은 경우라면 전압 조정기를 생략할 수도 있다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 또다른 구현으로서 편평하고 크기가 매우 작은, 예를 들어, 직사각형이면서 길이 및 폭이 각각 100mm 및 10mm이고 또한 두께가 1/2 내지 1mm 정도인 배터리/커패시터(50)를 예시한다. 변형된 단일형 배터리/커패시터(50)는 도 8a에 도시하며 이는 Mylar® 또는 Kapton® 같은 가요성(可撓性) 플라스틱 박판으로 구성된 기판, 제1 전극(52), 제2 전극(54) 및 별개 유닛의 PZT (58)로 구성된다. 상기 제1 전극(52)은 기판(51) 위에 직접 설치하며 별개 유닛의 PZT (58) 유닛 역시 기판(51) 위에 직접 설치되며, 제2 전극(54)이 별개 유닛의 PZT (58)상에 배치된다. 자기변형/압전 셀(56)은 배터리/커패시터(50)과 간격을 두어 설치하고 와이어(55) 및 (57)를 거쳐 전압 조정기(53)를 통해 상기 배터리/커패시터에 연결된다.
도 8b는 Mylar® 또는 Kapton® 재질의 편평판 혹은 기판(60) 상에 설치된 복수의 변형된 배터리/커패시터(50)를 도시한다. 도 8b에서는 상기 기판(60)에 장착된 48개의 배터리/커패시터(50)를 예시하고 있으나, 수백 혹은 수천개 이상의 배터리/커패시터(50)가 이용될 수도 있다. 배터리/커패시터(50)의 전압은 1.5볼트 정도이며 각각 1 밀리암페어 정도의 전류량을 발생한다. 따라서, 100개의 배터리/커패시터(50)가 기판(60)에 설치되고 또한 평행 배선으로 배열되어 있는 경우, 이들은 약 2암페어(amps) 정도의 전류를 발생할 수 있다. 단일 자기변형/압전 셀(56)은 다수의 및 최고 10,000개의 배터리/커패시터(50)에 전력 공급할 수 있다.
Mylar® 또는 Kapton® 재질의 기판(60)은 탑재된 배터리(50)와 함께 사용하기 편하게 원통형으로 롤업 처리할 수 있을 정도로 그 두께가 충분히 얇아야 한다. 기판(60)의 두께는 0.5 내지 1mm 정도가 적절하다.
수동형 자기변형 전자 능동소자 중 한가지는, 미국 특허 제 6,984,902호에 개시된 특징을 수반하는 것으로 판단되는 페로 솔루션스 인코포레이티드 (캠브리지, MA)사의 진동 에너지 수득기이다. 기타의 공지 기술로서, 미국 특허 제 6,725,713호에서 개시하고 있는 바와 같이 회전 타이어로부터 전력을 발생하기 위한 압전형 재료의 용도가 포함된다.
자기변형/압전 장치와 그의 용도는 다음과 같은 특징을 갖는다:
* 자기장을 이용하여 전력을 발생한다.
* 자기 펄스 혹은 전자기 펄스를 이용하여 전력 펄스를 발생한다. 자기 공급원은 국소 혹은 원거리의 공급원으로부터 형성할 수 있다.
* 자기장 내에서 혹은 지구의 자기장 내에서 상기 장치를 회전시켜 전력을 발생할 수 있다. 전력은 또한 대부분의 주파수에서 전자기장을 상기 장치에 전송하여 발생시킬 수 있으며 특히 상기 장치의 공진 주파수가 가장 효과적이다.
* 전력 전압과 전류는 압전 물질 혹은 그 유사 물질에 따라 달라진다.
* 임의의 물질 특히 자기변형 물질에 의해 압전체가 구부러지거나 왜곡 혹은 변위될 경우, 압전 물질이 전압을 생성하게 된다.
* 장치의 전력을 1회 펄스로 이용 혹은 배터리나 커패시터에 저장하여 더 큰 전압이나 전류를 달성할 수 있다.
* 의료 장치, 센서, 트랜스미터 및, 관리 혹은 배터리 교체가 거의 혹은 전혀 필요치 않은 기타의 소형 기기에 전력을 제공하는데 사용될 수 있다.
* 원격 자기장 발생 장비를 이용하는 RFID 장치에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다.
* 데이타는 펄스화된 전력원 전달 신호를 통해 장치에 전송되어 응답 지령 신호를 발생하거나 혹은 직접 장치에 응답을 보낼 수 있다. 이 정보는 EPC, SKU 혹은 다른 일련의 데이타일 수도 있다.
* 자기장을 이용하여 전력을 발생하고 또한 전력을 강유전 커패시터나 충전형 배터리의 뱅크에 저장한다.
자기장이나 지구 자기장 내에서 장치를 회전시켜 이 장치로부터 전력을 발생할 수 있다. 전력은 또한 대부분의 주파수에서 상기 장치에 전자기장을 전송함으로써 발생될 수 있으며 특히 상기 복합체(20)의 공진 주파수에서 가장 효과적이다. 이러한 공진 주파수 범위 밖의 자기장은 자기변형 물질을 활성화 하지만 상기 복합체의 고유 공진 주파수 또는 이 공진 주파수의 90 내지 110% 범위에서만큼 그 효과가 우수하지는 않다. 복합체의 공진 주파수에서 자기장을 전송하면, 비 공진 주파수와 비교시 에너지 전달이 약 10배 이상 증가한다.
* 전압 및 전류는 압전 물질 혹은 유사한 물질의 특성에 비례한다. 예상에 따르면, 압전 재료의 크기가 클수록 작은 것보다 더 많은 에너지를 발생한다.
* 임의의 물질 특히 자기변형 물질에 의해 압전체가 구부러지거나 왜곡 혹은 변위될 경우, 압전 물질이 전압을 발생하게 된다.
* 장치의 전력은 배터리나 커패시터에 축적되어 더 큰 전압이나 전류를 달성할 수 있다.
* 충전 배터리는 서로 평행으로 연결된 최고 수천회로 감겨 중첩된 박판상의 강유전 커패시터일 수 있다.
위와 같은 상세한 기술은 본 발명의 구체적인 설명을 목적으로 한 것이다. 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 변화 및 변경이 가능함을 이해할 수 있다. 따라서, 상술한 내용은 본 발명에 대한 예시일 뿐 이를 제한하는 것으로 해석하지 않으며 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (29)

  1. (a) 펄스화된 자기장 혹은 연속 자기장을 인가하면 전기를 발생시키는 자기변형 물질과 압전 물질의 복합체와, (b) 상기 복합체에 접속된 커패시터나 강유전 커패시터로 이루어지며;
    상기 압전 물질은 지르콘산 티탄산 납(PZT)이며;
    상기 복합체와 상기 커패시터나 강유전 커패시터 사이에 위치한 전압 조정기를 포함하며;
    상기 복합체, 전압 조정기 및 커패시터나 강유전 커패시터를 지지하는 가요성 기판을 더 포함하며;
    상기 가요성 기판은 폴리에스테르 및 폴리이미드로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복합체는, 복합체의 고유 공진 주파수의 90 내지 110% 범위 이내의 주파수를 갖는 자기장에 인가되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  8. 평행으로 배선되고 가요성 기판에 장착되어 있는 청구항 제 1항에 따른 배터리 다수개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 유닛 배터리.
  9. 제 8항에 있어서,
    다수의 배터리가 그 내에 장착된 상기 가요성 기판은 원통 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 유닛 배터리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 원통형은 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고 있으며, 한쌍의 전극을 구비하여 이들 전극 중 하나는 상기 제 1 단부에 있으며 다른 하나는 상기 제 2 단부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 유닛 배터리.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 배터리 중 일부에 있어 상기 복합체와 상기 커패시터 혹은 강유전 커패시터 사이에 위치하는 전압 조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 유닛 배터리.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 커패시터 혹은 강유전 커패시터 중 하나 이상에 부착된 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 유닛 배터리.
  13. (a) 펄스화된 자기장 혹은 연속 자기장을 인가하면 전기를 발생시키는 자기변형 물질과 지르콘산 티탄산 납(PZT) 압전 물질로 이루어지며, 고유 공진 주파수를 갖는 복합체를 제공하는 단계;
    (b) 상기 복합체를 커패시터나 강유전 커패시터에 접속하는 단계; 및
    (c) 상기 복합체의 고유 공진 주파수의 90 내지 110% 범위의 공진 주파수를 갖는 자기장을 상기 복합체에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 복합체와 상기 커패시터 혹은 강유전 커패시터 사이에 전압 조정기를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    가요성 기판에 상기 복합체와 상기 커패시터 혹은 강유전 커패시터를 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    가요성 기판에 다수의 배터리를 장착하고, 이들 배터리 중 일부를 다른 배터리들과 평행으로 배선하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 다수의 배터리를 그 위에 장착한 가요성 기판을, 다양한 개별 형상체 중 하나로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 다양한 개별 형상체에는 원통 형상이 포함되며, 상기 개별 형상체에 전극을 고정하는 단계를 더 포함하는 배터리 형성 방법.
  19. 제 13항에 있어서,
    (a) 오실레이터, 디바이더, nand 게이트, 인버터 및 제 1 단부와 제 2 단부가 구비된 코일-커패시터를 포함하는 코일 드라이버 장치를 제공하고;
    (b) 제1 주파수에서 상기 오실레이터로부터 디바이더에 신호를 전송하고, 상기 디바이더는 상기 신호의 주파수를 감소시키고;
    (c) 상기 감소된 주파수를 nand 게이트 및 인버터에 전송하고, 상기 인버터는 상기 감소 주파수 신호의 2개의 위상을 발생하고;
    (d) 상기 위상을 제 1 및 2 드라이버에 전송하고;
    (e) 상기 제 1 드라이버에서 상기 코일-커패시터의 제 1 단부로 또한 제 2 드라이버에서 상기 코일-커패시터의 제 2 단부에 상기 신호를 전송함으로써, 상기 자기장을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  20. (a) 자기변형 물질 및 압전 물질의 복합체, 제 1 위치의 제 1 단자, 제 2 위치의 제 2 단자 및 커패시터 또는 강유전 커패시터를 구비하고, 상기 커패시터 또는 강유전 커패시터가 복합체와 상기 제 1 단자 또는 상기 제 2 단자 사이에 위치되는 구조체를 형성하는 단계;와
    (b) 상기 구조체에 펄스화된 자기장 혹은 연속 자기장을 인가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 압전 물질은 지르콘산 티탄산 납(PZT)인 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 복합체는 고유 공진 주파수를 가지며, 상기 복합체의 고유 공진 주파수의 90 내지 110% 범위의 공진 주파수를 갖는 자기장을 상기 복합체에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 복합체 및 상기 커패시터 또는 강유전 커패시터 사이에 전압 조정기를 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 형성 방법.
  24. 제 1 단자 및 제 2 단자를 갖춘 구조체로 이루어지고,
    (a) 자기장 하에서 신장, 굴곡 또는 변위되는 제 1 물질 및 스트레인 변형 하에서 전기를 발생하는 물질로 된 복합체를 상기 구조체에 배치하고;
    (b) 상기 복합체와 상기 제 1 단자 또는 제 2 단자 사이의 어느 것과의 사이의 외장재 내에 전압 조정기를 배치하고;
    (c) 커패시터 또는 강유전 커패시터를 복합체로부터 상기 전압 조정기의 반대측에 배치하고;
    (d) 상기 복합체에 자기장을 인가하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 형성 공정은, 복합체의 고유 공진 주파수의 90 내지 110% 범위의 주파수를 갖는 펄스화된 자기장 또는 연속형 자기장을 복합체에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  26. 제 24항에 있어서,
    전기를 발생하는 상기 물질은 지르콘산 티탄산 납(PZT)인 것을 특징으로 하는 배터리.
  27. (a) 자기장 하에 있을 때 신장, 굴곡 혹은 변위되는 자기변형 물질과, (b) 스트레인 변형 하에 있을 때 전기를 발생하는 제 2의 물질로 된 복합체로 이루어지고;
    상기 제 2의 물질은 자기변형 물질에 결합되어 자기변형 물질의 신장, 굴곡 혹은 변위시 스트레인 변형을 받도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    제 2 물질은 납, 지르콘산염 및 티탄산염의 화합물(PZT)인 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  29. 청구항 제 27항에 따른 발전 장치 및 전자기장을 생성하는 코일 드라이버 장치의 조합체로서, 상기 코일 드라이버 장치는
    제 1 주파수에서 신호를 디바이더에 전송하는 오실레이터로서, 이때의 디바이더는 상기 신호의 주파수를 감소시키고 이 감소된 주파수 신호를 nand 게이트에 전송하며 온(on) 위치에서 오프(off) 위치로 또한 오프 위치에서 온 위치로 신호 출력을 토글(toggle)하기 위해 데이타에 의해 게이트가 설정되는 오실레이터와,
    상기 nand 게이트로부터 수신된 감소 주파수 신호의 2개의 위상을 생성하고 상기 위상을 각기 제 1 및 제 2 드라이버에 전송하는 인버터로서, 이때의 제 1 드라이버는 상기 감소 주파수 신호를 코일-커패시터의 제 1 단부에 전송하고 또한 제 2 드라이버는 상기 감소 주파수 신호를 코일-커패시터의 제 2 단부에 전송하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합체.
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