KR101317768B1 - 자기 누설이 감소된 재충전 가능 배터리 - Google Patents

Abstract

배터리에서 사용 중일 때, 제1 나권형(spiral-wound) 배터리 소자 및 관련 배선은 제1 자기장을 발생시키고 제2 나권형 배터리 소자 및 관련 배선은 제2 자기장을 발생시킨다. 제1 소자, 제2 소자 및 배선은 제1 자기장이 제2 자기장과 근접해 있으며 반대 극성으로 배향되도록 케이싱 내에 배열될 수 있다. 편하게도, 배터리에 의해 발생된 총 자기장은 동일한 전류 드레인 및 동일한 배선 구조에 대하여 종래의 배터리에 의해 발생된 총 자기장보다 상당히 더 작은 크기를 갖는다는 것이 보여질 수 있다.

Description

자기 누설이 감소된 재충전가능 배터리{RECHARGEABLE BATTERY WITH REDUCED MAGNETIC LEAK}

본 발명은 일반적으로 재충전가능 배터리(rechargeable battery)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기 누설(magnetic leak)이 감소된 재충전가능 배터리에 관한 것이다.

GSM(Global System for Mobile communication)으로 알려진 이동 전화 표준에서는 RF 신호를 송수신하는데 TDMA(time division multiple access)가 사용된다. 전송 시간 슬롯 전에, RF 전력 증폭기가 인에이블(enable)되며, 전송 동작이 완료될 때까지 대략 588us 동안 계속 유지된다. 이러한 시나리오는 대략 4.6ms마다 반복되며, 그 다음 출력 신호는 전송 버스트라 불린다. 전력 증폭기의 동작은 배터리로부터 큰 DC 전류가 인출될 것을 요구한다. 일부 경우에, 이 전류는 2 암페어를 넘을 수 있다. 이 전류는 217Hz의 주파수에서 큰 전류의 펄스를 야기할 동일한 TDMA 제어 신호에 기초하여 온 오프 전환될 것이다.

그러나, 버스트 전송 시스템의 의도하지 않은 결과로서, GSM 표준을 채용한 이동 전화로부터 나오는 자기 신호가 있다. 전자기 신호는 217Hz(기본 주파수)에 중심을 갖는 성분과 217Hz의 배수인 주파수에 중심을 갖는 성분(고조파(harmonics))을 갖는다. 다른 시나리오가 마찬가지로 배터리로부터 큰 전류를 인출되게 하고 그 결과 전자기 신호를 발생시킬 수 있지만, 상기 시나리오는 일어날 수 있는 대표적인 상황이다.

본 명세서에 기재된 배터리의 구성과 배터리를 제조하는 방식을 통하여, 원치않는 자기장 출력이 상당히 감소될 수 있다. 구체적으로, 배선 및 기하학 구성으로 인해 각자의 자기장을 각각 갖는 개별 소자(element)들이 서로의 자기장에 반대하여 이를 상쇄시키는 방식으로 배열될 수 있으며, 그리하여 기존의 배터리 설계에 비해 감소된 크기의 총 자기장을 유도할 수 있다.

일 실시예에 따라, 배터리가 제공된다. 배터리는 제1 권취 소자(rolled element), 제2 권취 소자 및 케이싱(casing)을 포함한다. 제1 소자는 제1 애노드층 및 제1 캐소드층을 포함하며, 제1 소자는 사용 중에 제1 자기장을 발생시킨다. 제2 권취 소자는 제2 애노드층 및 제2 캐소드층을 포함하며, 제2 소자는 사용 중에 제2 자기장을 발생시킨다. 제1 권취 소자 및 제2 권취 소자는 제1 자기장이 제2 자기장과 근접해 있으며 배터리 구성에서 대칭을 가지고 반대 극성으로 배향되도록 케이싱 내에 배열된다.

다른 실시예에 따라, 배터리가 제공된다. 배터리는 애노드층과 캐소드층을 포함하는 폴디드 소자(folded element) 및 폴디드 소자를 수용하는 케이싱을 포함하며, 폴디드 소자는 애노드층의 제1 자리(site)가 애노드층의 제2 자리와 근접하게 되고 캐소드층의 제1 자리가 캐소드층의 제2 자리와 근접하게 되도록 폴딩되어 있는(folded) 애노드층 및 캐소드층을 포함한다.

첨부 도면과 함께 본 발명의 구체적인 실시예의 다음 상세한 설명을 검토해보면 본 발명의 기타 양상 및 특징이 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다.

본 발명에 따르면, 자기 누설이 감소된 재충전가능 배터리를 제공할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예를 예로써 도시한 도면을 참조할 것이다.
도 1은 단일 소자를 사용하는 배터리 구조를 단면도로 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따라 2개 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.
도 3은 개방 단부(open end)를 갖는 도 2의 배터리를 사시도로 도시한다.
도 4a는 폐쇄 단부(closed end)를 갖는 도 2의 배터리의 제1 변형예를 사시도로 도시한다.
도 4b는 폐쇄 단부를 갖는 도 2의 배터리의 제2 변형예를 사시도로 도시한다.
도 4c는 폐쇄 단부를 갖는 도 2의 배터리의 제3 변형예를 사시도로 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따라 4개 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따라 도 3에 도시된 구조의 구성과는 다른 구성으로 4개 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따라 구별되는 두께를 갖는 2개 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따라 배터리에 단자를 부속시키는 방식을 포함하여 2개 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따라 자기 누설을 최소화하도록 배열된 단일 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.

재충전가능 배터리 팩이 전자기 신호의 발생 및 방출에 대한 주요 원인 제공자임이 실험을 통하여 발견되었다. 이러한 전자기 신호는 일반적으로 유효 정보를 전달하지 못하고, 일반적으로 전자기 스펙트럼에서 잡음으로 간주된다.

또한, 전자기 신호는 이동 전화 부근에 있는 오디오 장비에서 또는 이동 전화 자체에서 나오는 짜증나는 가청 잡음으로 나타나고 경험될 수 있다. 전자기 신호는 예를 들어 유효 정보를 수송하고 있을 수 있는 근처의 자기장을 간섭할 수 있다.

청각 장애자용 보청 장치와 통신하는 이동 전화를 수반하는 하나의 시나리오에서, 이동 전화에서의 오디오 출력 신호는 이동 전화에서의 코일의 전류를 조절하는데 사용된다. 조절로 인해 오디오 출력 신호에 비례하여 달라지는 자기장 변형을 생성한다. 그러면, 자기장 변형이 청각 장애자용 보청 장치(예를 들어, 보청기, 아래에 설명되는 바와 같이 보청 장치는 보청기에 관련하여 설명될 것임)에 의해 수신될 수 있다.

그러나, 이동 전화로부터 나오는 전자기 신호는 오디오 출력 신호에 응답하여 발생되는 자기장 변형과의 간섭을 야기하며 가청 왜곡(audible distortion)을 초래하는 것으로 볼 수 있다. 즉, 보청 장치의 사용자(여기에서 보청기 사용자로 칭함)는 유효 정보를 전달하는 오디오 출력을 양호한 음질(fidelity)로 듣지 못한다.

본 명세서에 기재된 배터리의 구성 및 배터리를 제조하는 방식을 통하여, 원치않는 자기장 출력이 상당히 감소될 수 있다. 구체적으로, 배선 및 기하학 구성으로 인해 각자의 자기장을 각각 갖는 개별 소자들이 서로의 자기장에 반대하여 이를 상쇄시키는 방식으로 배열되며, 기존의 배터리 설계에 비해 감소된 크기의 총 자기장을 유도할 수 있다.

본 명세서에 기재된 기술들은 하나 이상의 이점들을 실현할 수 있다. 예를 들어, 본 기술은 하나의 간섭원으로서 이동 전화의 배터리를 분리하려고 하는 기술, 또는 보청기에서의 코일로부터 상대적으로 멀리 있는 위치에 이동 전화 내의 배터리를 위치시키는 기술보다 더 효율적이고 효과적이며 비용이 덜 들고 덜 불편할 수 있다. 여러 가지 이유로, 이동 전화 상의 자기 출력 전송 코일에 가까이 배터리를 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에 기재된 기술은 배터리로부터의 상당한 간섭 없이 이러한 위치를 가능하게 할 수 있으며, 그리하여 보청기 사용자에 의해 수신되는 신호의 품질을 개선할 수 있다.

또한, 본 명세서에 기재된 기술들은 다른 디바이스의 성능도 또한 개선할 수 있다. 이동 전화로부터 그리고 다른 근처의 오디오 장비로부터도 사운드가 보다 우수해지고 잡음이 적어질 수 있다.

도 1은 특별히 준비한 평평한 층의 하나 이상의 시트를 권취함(roll)으로써 보통 생성되는 이동 전화 배터리(100)를 단면도로 도시한다. 도 1의 이동 전화 배터리(100)는 단일 평평한 시트 층의 소자(102)를 포함하는 것으로서 예시되어 있다. 소자(102)는 애노드층(104), 캐소드층(106), 이들 사이의 분리 시트, 그리고 애노드층(104)을 캐소드층(106)과 완전히 분리시키도록 젤리롤의 가장 안쪽 부분에서 포지티브 시트의 단부를 감을 수 있는 부가적인 외측 분리 시트를 갖는다.

나선형 방식으로 소자(102)를 권취한 후에, 결과적인 형상은 보통 실린더형이거나 타원형이다. 그 다음, 권취된 소자(102)는 외부 세계에 대한 접속부(도시되지 않음)와 조합된 케이싱(108) 내에 패키징될 수 있다. 통상적으로 특수 칩 상에 인코딩되는 전자 넘버링(도시되지 않음)이 식별 목적을 위해 포함될 수 있다. 도 1에 도시된 이동 전화 배터리(100)는 단독형 전원일 수 있고, 또는 이는 아래에 기재되는 바와 같이, 다른 소자들과 협력하여 사용될 수 있다.

배터리 셀에서의 내부 전류로 인해, 외부 자기장은 배터리로부터 유출되고 있는 전류의 크기에 비례하는 크기로 발생될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 배터리가 사용 중이고(예를 들어, 이동 전화에 전원 공급하는데 사용되고 있고) 전류가 배터리로부터 흐르고 있을 때, 자기장이 발생된다. 하나의 경우에, 전류 유출(current drain)의 크기는 이동 전화의 동작에 기초하여 다양하다. 예를 들어, 이동 전화가 GSM 표준에 따라 동작하고 있다면, 전류의 크기 그리고 결과적으로 배터리(100)에 의해 발생된 자기장의 크기는 217Hz의 주파수 및 217Hz의 고조파로써 변동할 것이다. 배터리(100)의 제1 측면(110) 상의 하나의 극성을 갖는 자기장과, 배터리(100)의 제2 측면(112) 상의 유사한 크기 및 반대 극성의 자기장이 있을 수 있으며, 제2 측면(112)은 제1 측면(110)에 대하여 배터리(100)의 반대 측면에 있다. 도 1(그리고 후속 도면들)에 도시된 북극과 남극의 배향은 임의적이다. 극들의 실제 배향은 임의의 방향에 있을 수 있다.

개요에서, 배터리는 복수의 소자들로 제조된다. 복수의 소자들은 반대 방향으로 나선형을 그리도록 배열되며, 그리하여 각각의 소자에 의해 발생된 자기장들이 조합하여 단일 소자 배터리에 의해 발생된 총 자기장에 비교하여 감소된 총 자기장을 발생시킨다. 또한, 배선은 배선에 의해 수송되는 전류에 기초하여 방출된 자기장을 감소시키도록 대칭 방식으로 배열되어야 한다.

도 2는 케이싱(208)에 둘러싸인 제1 소자(201) 및 제2 소자(202)를 사용하는 배터리(200)를 단면도로 도시한다. 배터리(200)의 소자(201, 202)는 바깥쪽에서 안쪽으로 반시계 방향으로 나선형을 그리는 제1 소자(201)가 바깥쪽에서 안쪽으로 시계 방향으로 나선형을 그리는 제2 소자(202)의 상부 상에 배치되도록 배열되어 있다.

사용 중일 때, 제1 소자(201)는 제1 자기장을 발생시킨다. 마찬가지로, 사용 중일 때, 제2 소자(202)는 제2 자기장을 발생시킨다. 제1 소자(201) 및 제2 소자(202)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 자기장이 제2 자기장과 근접해 있으며 반대 극성으로 배향되도록 케이싱(208) 내에 배열될 수 있다. 편하게도, 도 2의 배터리(200)에 의해 발생된 총 자기장은 동일한 전류 유출에 대하여 도 1의 배터리(100)에 의해 발생된 총 자기장에 비해 크기가 상당히 감소된다는 것이 보여질 수 있다. 전류 유출은 소자들(201 및 202) 사이에 실질적으로 반으로 나뉠 것이며, 그리하여 발생된 전자기장은 크기가 실질적으로 동일하지만 배향이 반대일 것이다.

도 1의 배터리(100)와 유사한 커패시티 및 물리적 크기를 얻기 위해, 도 2의 배터리(200)의 소자들(201, 202)은 도 1의 배터리(100)의 소자(102)의 길이의 반인 길이를 갖는다.

도 3은 개방 단부를 갖는 케이싱(208)을 구비한 도 2의 배터리(200)를 사시도로 도시한다. 케이싱(208)의 치수 및 형상은 임의적이다.

도 4a 내지 도 4c는 폐쇄 단부를 갖는 케이싱(208)을 구비한 도 2 및 도 3의 배터리(200)를 사시도로 도시한다. 통상대로, 배터리(200)의 폐쇄 단부는 애노드(401A) 및 캐소드(401C)를 갖는다. 그러나, 배터리(200)는 2개 소자들(201, 202)을 통합하므로, 배터리(200)의 폐쇄 단부도 또한 제2 애노드(402A) 및 제2 캐소드(402C)를 갖는다. 제1 애노드(401A) 및 제1 캐소드(401C)는 제1 소자(201)와 연관된다. 제1 소자(201)를 제1 애노드(401A)에 전기 접속시키기 위해, 애노드 와이어(401AW)가 제공된다. 마찬가지로, 제1 소자(201)를 제1 캐소드(401C)에 접속시키기 위해, 캐소드 와이어(401CW)가 제공된다. 대응하여, 제2 애노드(402A) 및 제2 캐소드(402C)는 제2 애노드 와이어(402AW) 및 제2 캐소드 와이어(402CW)에 의해 각각 제2 소자(202)에 접속된다. 도 4a 내지 도 4c에서, 도면을 단순화하기 위해 소자들(201, 202)의 도시는 생략되었다.

배터리(200)에서 흐르는 전류에 의해 발생된 자기장을 감소시키려는 본 개시의 노력에 맞추어, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 애노드 와이어(401AW)의 위치를 소자들(201, 202)을 분리하는 횡단면(transverse plane)을 통하여 제2 애노드 와이어(402AW)의 위치와 대칭이 되도록 배열하는 것이 여기에서 제안된다. 마찬가지로, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 캐소드 와이어(401CW)의 위치를 동일 평면을 통하여 제2 캐소드 와이어(402CW)의 위치와 대칭이 되도록 배열하는 것이 여기에서 제안된다. 발생된 자기장의 감소를 더 돕기 위해 다중소자 배터리(200)에서 와이어들의 이러한 대칭 배치가 나타날 수 있다.

일반적으로, 도 4a는 임의의 배치의 애노드, 캐소드 및 와이어를 갖는 일반적인 도면을 제공한다. 도 4b는 선형 배치의 애노드, 캐소드 및 와이어의 도면을 제공한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 애노드들(401A 및 402B)은 캐소드들(401C 및 402C)을 둘러싸며, 캐소드들(401A 및 402C)은 서로 근접해 있다. 애노드 또는 캐소드는 절연에 의해 서로 전기 절연되어 있다. 이들은 서로 근접해 있을 수 있으나, 물리적으로 인접해 있을 수도 있고, 반드시 그럴 필요는 없다. 도 4c는 애노드들(401A 및 402A)이 사각형의 2개의 대향하는 코너들에 배치되고 캐소드들(401C 및 402C)이 사각형의 다른 대향하는 코너들에 배치되어 있는 애노드, 캐소드 및 와이어의 부가적인 도면을 제공한다. 일반적으로, 도 4b에 도시된 선형 배치는 애노드 및 캐소드에 의해 형성된 선을 따라 자기장을 감소시킨다. 도 4c에 도시된 사각형 배치는 이와 달리 다수의 차원에서 자기장을 감소시킬 수 있다.

애노드, 캐소드 및 와이어의 다른 배치도 또한 가능하다. 하나의 변형예에서, 도 4b에 도시된 수직형 배치와는 달리, 선형 배치가 수평형일 수 있다. 다른 변형예에서는, 선형 배치가 애노드-캐소드-애노드-캐소드 구성으로 캐소드(401C) 및 애노드(401A)를 둘러싸는 애노드(402A) 및 캐소드(402C)를 포함할 수 있다. 다른 구성도 또한 가능하며, 본 명세서에 기재된 개념은 임의의 특정 구성 또는 배치에 한정되지 않는다.

도 5는 캐이싱(508) 안의 4개 소자들을 사용하는 배터리(500)를 단면도로 도시한다. 4개 소자들은 제1 소자(501), 제2 소자(502), 제3 소자(503) 및 제4 소자(504)를 포함한다. 도 5는 소자들이 다수의 교번하는(alternating) 층들로 배열될 수 있음을 예시한다.

편하게도, 도 5의 배터리(500)에 의해 발생된 총 자기장은 동일한 전류 유출에 대하여 도 1의 배터리(100)에 의해 발생된 총 자기장에 비해 크기가 상당히 감소된다는 것을 볼 수 있다. 또한, 도 5의 배터리(500)에 의해 발생된 총 자기장이 동일한 전류 유출에 대하여 도 2의 배터리(200)에 의해 발생된 총 자기장에 비해 크기가 감소된다는 것을 볼 수 있다.

하나의 특정 구성에서, 소자들은 자성(magnetism)의 중심(중력의 중심과 유사함)이 소자들 스택의 중심에서 일어나게 배열되도록 배열될 수 있다. 이러한 구성은, 4개 소자들을 이용해, 소자들의 각각의 하부 극이 (도 5에 도시된 바와 같이) 순서:북-남-남-북을 갖도록 4개 소자들(501, 502, 503, 504)을 배열함으로써 달성될 수 있다. 즉, 제1 소자의 남극은 배터리(500)의 케이싱(508)의 상부와 인접하고, 제2 소자(502)의 북극은 제1 소자(501)의 북극과 인접하고, 제3 소자(503)의 북극은 제2 소자(502)의 남극과 인접하고, 제4 소자(504)의 남극은 제3 소자(501)의 남극과 인접하고, 제4 소자(504)의 북극은 배터리(500)의 케이싱(508)의 하부와 인접하다.

마찬가지로, 소자들의 각각의 상부 극들은 순서:남-북-북-남을 갖도록 배열될 수 있다. 앞에서와 같이, 도 5에서 극들의 배향은 임의적이지만, 도 5는 반대 극성을 갖는 소자들의 기본 구성을 예시하고 있다.

도 1의 배터리(100)와 유사한 커패시티 및 물리적 크기를 얻기 위해, 도 5의 배터리(500)의 소자들(501, 502, 503, 504)은 도 1의 배터리(100)의 소자(102)의 길이의 1/4인 길이를 가질 수 있다.

도 6은 케이싱(608) 안의 4개 소자들을 사용하는 배터리(600)를 단면도로 도시한다. 4개 소자들은 제1 소자(601), 제2 소자(602), 제3 소자(603), 및 제4 소자(604)를 포함한다. 이 구성은 소자 및 배선으로부터의 자기장의 부가적인 감소를 위해 배터리의 두께를 어느 정도 고려한다는 잠재적인 이점을 가질 수 있다. 도 6은 소자들이 다수의 교번하는 층들로 배열될 수 있음을 예시하고 있다.

도 5의 배터리(500)와는 다르게, 도 6의 배터리(600)의 소자들(601, 602, 603, 604)의 각각의 극들은 순서:남-북-북-남-남-북-북-남을 갖도록 배열될 수 있다. 이 구성은 배터리가 대칭을 위해 매번 반전된다는 이점을 갖는다. 도 5에서와 같이, 소자들의 길이는 도 1의 배터리(100)의 소자(102)의 길이의 1/4과 같은 임의의 길이일 수 있다.

도 7은 케이싱(708) 안의 2개 소자들을 사용하는 배터리(700)를 단면도로 도시한다. 2개 소자들은 제1 소자(701) 및 제2 소자(702)를 포함한다. 제1 소자(701)의 두께(도 7에서 T1이라 인용함)는 제2 소자(702)의 두께(도 7에서 T2라 인용함)보다 작다.

도 7에서의 배열은 특정 방향의 발생된 자기장을 감소시키도록 설계되어 있다. 반대되는 자기 방향의 2개 소자들이 도 1의 단일 소자 배터리(100)에 비해 방출된 자기장을 감소시킬 것이지만, 상이한 두께의 소자(801, 802)의 사용은 방출된 자기장을 더욱 감소시킬 수 있다. 제1 소자(801)에 의해 발생된 자기장은 제2 소자(802)에 의해 발생된 자기장에 어느 정도 대응할 것이며, 따라서 제2 소자(802)에 의해 발생된 자기장을 감소시킬 것이고, 그리하여 상쇄가 완전하지 않을 것으로 예상된다. 소자들의 상이한 두께를 선택함으로써, 더 얇은 소자로부터 바깥쪽으로의 방향으로 보통 선택되어지는 하나의 원하는 방향으로 자기장이 감소될 수 있다. 이러한 아이디어는 상이한 두께를 갖는 2개보다 많은 수의 셀들의 사용으로 확장될 수 있다. 두께는 실험에 의해 또는 각각의 소자들에 의해 발생되는 추정된 자기장들을 수학적으로 중첩하는 기술을 모델링함으로써 선택될 수 있다.

단자가 부속되어 있는 배터리의 단부에서 방출되는 임의의 자기 누설을 감소시키고 단순한 제조를 위해, 대칭하는 단자들 패턴을 사용하는 것이 더 제안된다. 편하게도, 대칭하는 단자들 패턴에서는, 교차하는 와이어들이 필요하지 않다. 3개 이상의 와이어가 사용되지 않는다면, 배선들은 교차할 것인데, 배터리가 뒤집혀 있고 배선 배열이 가능한 대칭으로 유지될 때, 포지티브 및 네트워크 단자들이 소자의 대향하는 측면에 위치될 것이기 때문이다.

이는 단자들의 극성 패턴이 네가티브;포지티브;네가티브가 되어 있는 3개 단자 배선 패턴을 사용하여 행해질 수 있다. 대안으로서, 단자들의 극성 패턴은 포지티브;네가티브;포지티브일 수 있다. 따라서, 배터리의 소자들의 수에 좌우되지 않고 배선은 모든 소자들에 걸쳐 똑바로 이어진다.

도 8은 케이싱(808) 안의 2개 소자들을 사용하는 배터리(800)를 단면도로 도시한다. 2개 소자들은 제1 소자(801) 및 제2 소자(802)를 포함한다. 배터리(800)는 또한 3개 단자들, 즉 제1 캐소드 단자(810), 애노드 단자(812), 및 제2 캐소드 단자(814)를 포함한다. 도 8은 단자들(810, 812, 814)을 소자(801, 802)에 부속시킬 방식을 도시한다. 구체적으로, 제1 캐소드 단자 전도체(821)는 제1 캐소드 단자(810)를 제1 소자(801)의 캐소드층에 접속시킨다. 제2 캐소드 단자 전도체(822)는 제1 캐소드 단자(810)를 제2 소자(802)의 캐소드층에 접속시킨다. 제1 애노드 단자 전도체(823)는 애노드 단자(812)를 제1 소자(801)의 애노드층에 접속시킨다. 제2 애노드 단자 전도체(824)는 애노드 단자(812)를 제2 소자(802)의 애노드층에 접속시킨다. 제3 캐소드 단자 전도체(825)는 제2 캐소드 단자(814)를 제1 소자의 캐소드층에 접속시킨다. 제4 캐소드 단자 전도체(826)는 제2 캐소드 단자(814)를 제2 소자(802)의 캐소드층에 접속시킨다. 그 결과로서 단자들의 극성 패턴이 네가티브;포지티브;네가티브인 3단자 배선 패턴이 된다.

이러한 아이디어의 다른 실시예에서, 배터리는 케이싱 안에 위치된다. 케이싱은 외부 접속을 위한 금속성 플레이트(도시되지 않음) 및 식별 칩(도시되지 않음)을 포함한다. 식별 칩은 식별 칩과의 통신을 통하여 배터리가 이동 전화 프로세서에 익숙한 제조자에 의해 제조되었는지 여부를 이동 전화 프로세서가 결정할 수 있게 해주는 하드웨어 및 소프트웨어를 이동 전화 제조자가 포함할 수 있게 해준다. 즉, 배터리 제조자의 아이덴티티가 식별 칩으로부터 이동 전화 프로세서에 의해 수신된 정보로부터 결정될 수 있다. 이동 전화 프로세서는 이동 전화의 메모리에 유지되어 있는 알려진 배터리 제조자의 리스트에서 배터리 제조자의 아이덴티티의 위치를 찾으려고 시도할 수 있다.

부가적인 실시예에서, 식별 칩은 암호화 알고리즘을 포함한다. 이러한 암호화 알고리즘은 식별 칩의 승인되지 않은 복사를 행하는 것을 어렵게 하도록 고려될 수 있다. 따라서, 알려진 제조자에 의해 생성된 배터리의 형태 및 기능을 본뜬 배터리는 인증 식별 칩이 없음으로 인해 이동 전화 프로세서에 의해 인식되지 못할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 기재한 바와 같이 자기장 누설을 감소시키도록 배열된 배선 및 소자들을 갖는 배터리는 자기 차폐(magnetic shield)를 통합한 케이싱과 조합될 수 있다. 이러한 자기 케이싱은 mu-금속과 같은 재료로 형성될 수 있다. 이러한 자기 케이싱은 방출된 자기장을 더 감소시키는 것으로 볼 수 있다.

mu-금속은 매우 높은 자기 투자율(magnetic permeability)을 갖는 니켈-철 합금(대략 75% 니켈, 15% 철에 구리 및 몰리브덴 함유)이다. 높은 투자율은 mu 금속이 다른 방법에 의해 감쇄될 수 없는 정적 또는 저주파수 자기장을 차폐하는데 있어서 매우 효과적이게 한다. 이름은 투자율을 나타내는 그리스 문자 mu(μ)에서 온 것이다.

도 9는 본 개시의 실시예에 따라 자기 누설을 감소시키도록 배열된 단일 소자를 사용하는 배터리를 단면도로 도시한다.

도 9는 케이싱(908) 안에 들어 있는 단일 소자(901)를 사용하는 배터리(900)를 단면도로 도시한다. 도 9는 상기 설명한 소자들과 구별되는 방식으로 소자(901)가 제조될 수 있음을 예시하고 있으며, 소자들이 나선형으로 권취되어 있다. 도 9의 배터리(900)에서, 단일 소자(901)는 왼쪽과 오른쪽 교번하는 방식으로 폴딩되어 있다. 상기 기재한 권취 소자들과 같이, 단일 소자(901)는 캐소드층 및 애노드층을 포함한다. 그러나, 권취 소자와는 달리, 폴디드 소자의 폴딩으로 인해 애노드층 상의 자리를 애노드층 상의 다른 자리에 근접하도록 한다. 마찬가지로, 폴딩으로써 캐소드층 상의 자리를 캐소드층 상의 다른 자리에 근접하도록 한다. 각각의 애노드층 및 캐소드층의 자리들이 물리적으로 접할 수 있지만, 그럴 필요는 없다(통상적으로 층들은 절연되며, 그리하여 전류는 폴딩 때문에 단경로를 취하지 않을 것임). 편하게도, 폴디드 구조는 권취 소자에 비해 감소된 자기장을 일으키는 것을 볼 수 있다. 또한, 배선이 대칭으로 이루어질 수 있으며, 그리하여 애노드 와이어에서의 전류 및 캐소드 와이어에서의 전류에 의해 발생된 자기장들은 유사한 크기와 반대 극성을 갖는다. 애노드 및 캐소드 와이어들을 통과하는 전류에 의해 생성된 자기장들은 서로 상쇄시키려고 할 것이다.

이동 전화 안에 본 명세서에 기재된 바와 같은 자기 누설이 감소된 신규 배터리를 포함함으로써, 보청기 사용자가 경험하는 오디오의 품질은 종래의 재충전가능 배터리를 갖는 종래의 이동 전화에 비해 증가되는 것으로 볼 수 있다. 또한, 보통 사용자에 대하여 종래의 이동 전화에 비해 배경 잡음 레벨이 감소되는 것을 볼 수 있다.

본 명세서에 기재된 개념과 연관된 부가적인 잠재적인 이점은 자발적이든 의무적이든 지역적 규제 또는 표준에 보다 용이하게 따를 수 있다는 것이다. 예를 들어, 미국 FCC(Federal Communication Commission)은 American National Standards Institute에 의해 개발되고 "ANSI C63.19"로 알려진 표준을 공인하였다. ANSI C63.19 표준은 이동 전화의 보청기와의 호환성에 대해 기재한다. 본 명세서에 기재된 기술들은 이러한 표준을 충족시키거나 이를 넘는데 도움이 될 수 있다.

본 발명의 상기 기재한 실시예들은 단지 예일 뿐이다. 여기에 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 당해 기술 분야에서의 숙련자에 의해 대안, 수정 및 변형이 특정 실시예로 실시될 수 있다.

200: 배터리
201, 202: 소자
208: 케이싱

Claims (16)

1. 배터리에 있어서,
   제1 애노드층 및 제1 캐소드층을 포함하며, 사용 중에 제1 자기장을 발생시키는 제1 권취 소자(rolled element);
   제2 애노드층 및 제2 캐소드층을 포함하며, 사용 중에 제2 자기장을 발생시키는 제2 권취 소자; 및
   케이싱을 포함하고,
   상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자는 상기 제1 자기장이 상기 제2 자기장과 근접해 있도록 상기 케이싱 내에 배열되며,
   상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자는 상기 제1 자기장이 상기 제2 자기장에 대해 반대 극성(opposite polarity)으로 배향되도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 권취 소자는 제1 두께를 갖고 상기 제2 권취 소자는 제2 두께를 가지며, 상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 더 큰 것인 배터리.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자는 상기 제1 자기장의 북(north) 자극(magnetic pole)이 상기 제2 자기장의 북 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자는 상기 제1 자기장의 남(south) 자극이 상기 제2 자기장의 남 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은,
   제1 캐소드 단자;
   상기 제1 캐소드 단자를 상기 제1 캐소드층에 접속시키는 제1 캐소드 단자 전도체;
   상기 제1 캐소드 단자를 상기 제2 캐소드층에 접속시키는 제2 캐소드 단자 전도체;
   애노드 단자;
   상기 애노드 단자를 상기 제1 애노드층에 접속시키는 제1 애노드 단자 전도체;
   상기 애노드 단자를 상기 제2 애노드층에 접속시키는 제2 애노드 단자 전도체;
   제2 캐소드 단자;
   상기 제2 캐소드 단자를 상기 제1 캐소드층에 접속시키는 제3 캐소드 단자 전도체; 및
   상기 제2 캐소드 단자를 상기 제2 캐소드층에 접속시키는 제4 캐소드 단자 전도체를 더 포함하는 것인 배터리.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이싱 상의 제1 애노드 단자;
   상기 제1 애노드 단자를 상기 제1 애노드층에 접속시키는 제1 애노드 와이어;
   상기 케이싱 상의 제1 캐소드 단자;
   상기 제1 캐소드 단자를 상기 제1 캐소드층에 접속시키는 제1 캐소드 와이어;
   상기 케이싱 상의 제2 애노드 단자;
   상기 제2 애노드 단자를 상기 제2 애노드층에 접속시키는 제2 애노드 와이어 - 상기 제2 애노드 와이어는 상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자를 분리시키는 횡단 평면을 통하여 상기 제1 애노드 와이어와 대칭이 되도록 배열됨 - ;
   상기 케이싱 상의 제2 캐소드 단자; 및
   상기 제2 캐소드 단자를 상기 제2 캐소드층에 접속시키는 제2 캐소드 와이어 - 상기 제2 캐소드 와이어는 상기 횡단 평면을 통하여 상기 제1 캐소드 와이어와 대칭이 되도록 배열됨 - 를 더 포함하는 배터리.
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 자기장 및 상기 제2 자기장은 크기가 동일한 것인 배터리.
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   제3 애노드층 및 제3 캐소드층을 포함하며, 사용 중에 제3 자기장을 발생시키는 제3 권취 소자; 및
   제4 애노드층 및 제4 캐소드층을 포함하며, 사용 중에 제4 자기장을 발생시키는 제4 권취 소자를 더 포함하고,
   상기 제3 권취 소자 및 상기 제4 권취 소자는 상기 제3 자기장이 상기 제4 자기장과 근접해 있으며 반대 극성으로 배향되도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 제3 권취 소자 및 상기 제4 권취 소자는 상기 제3 자기장의 북 자극이 상기 제4 자기장의 북 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
10. 청구항 8에 있어서, 상기 제3 권취 소자 및 상기 제4 권취 소자는 상기 제3 자기장의 남 자극이 상기 제4 자기장의 남 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
11. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 권취 소자 및 상기 제2 권취 소자는 상기 제1 자기장의 북 자극이 상기 제2 자기장의 북 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 제3 권취 소자 및 상기 제4 권취 소자는 상기 제3 자기장의 남 자극이 상기 제4 자기장의 남 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 제2 권취 소자 및 상기 제3 권취 소자는 상기 제2 자기장의 상기 남 자극이 상기 제3 자기장의 상기 북 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
14. 청구항 11에 있어서, 상기 제3 권취 소자 및 상기 제4 권취 소자는 상기 제3 자기장의 북 자극이 상기 제4 자기장의 북 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
15. 청구항 14에 있어서, 상기 제2 권취 소자 및 상기 제3 권취 소자는 상기 제2 자기장의 상기 남 자극이 상기 제3 자기장의 상기 남 자극과 인접하도록 상기 케이싱 내에 배열되는 것인 배터리.
16. 삭제

Images