KR20120106951A - 무선 이동 통신 디바이스를 위한 자기 보상 구조를 갖는 낮은 노이즈 배터리 - Google Patents

무선 이동 통신 디바이스를 위한 자기 보상 구조를 갖는 낮은 노이즈 배터리 Download PDF

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Abstract

배터리는 전극 어셈블리를 가지며, 이 전극 어셈블리는 포지티브 전극, 네거티브 전극, 및 포지티브 전극과 네거티브 전극 사이의 전해질층을 포함한다. 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름은 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되지 않으며, 이에 의해 제 1 자기장을 생성한다. 자기 보상 구조가 전극 어셈블리에 인접하는 바, 이러한 자기 보상 구조는 포지티브 전극과 네거티브 전극 중 하나에 연결되는 전기 전도성 물질의 바디를 갖는다. 전극 어셈블리를 통해 흐르는 전류는 또한, 이러한 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류의 패턴과 정합되는 패턴으로 바디를 통해 흐른다. 결과적으로, 자기 보상 구조에 의해 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장이 생성됨으로써, 배터리로부터의 자기 노이즈를 완화시킨다.

Description

무선 이동 통신 디바이스를 위한 자기 보상 구조를 갖는 낮은 노이즈 배터리{LOW NOISE BATTERY WITH A MAGNETIC COMPENSATION STRUCTURE FOR WIRELESS MOBILE COMMUNICATION DEVICE}
본 개시는 일반적으로 배터리에 관한 것으로서, 보다 특정하게는 낮은 자기 간섭(magnetic interference)을 특징으로 하고, 이동 통신 디바이스에 전력을 공급하는 데에 적절한 배터리에 관한 것이다.
이동 통신 디바이스들은 상업적 및 개인적 용도로 인기가 있다. 이러한 디바이스들은 개인 휴대 단말기(PDA), 셀룰러 폰 및 스마트 폰을 포함한다. 이러한 디바이스들은, 이를 테면 GSM/GPRS, CDPD, TDMA, iDEN Mobitex, DataTAC, EDGE 또는 UMTS 네트워크, 미국 워싱턴 벨뷰에 소재하는 블루투쓰 에스아이지 인코포레이티드(Bluetooth SIG, Inc.)에 의해 개발된 블루투쓰
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무선 기술같은 광대역 네트워크, 및 IEEE 802.11의 변종과 같은 무선 네트워크들을 통해, 무선의 양방향 음성 및 데이터 통신을 제공한다.
비오-사바르의 법칙(Biot-Savart law)에 의해 주어지는 바와 같이, 임의의 전류(electric current)는 자기장을 생성한다. 만일 제 1 전류와 아주 근접하여 반대 방향을 갖고 유사한 크기를 갖는 제 2 전류가 있다면, 유사하지만 반대의 자기장이 생성된다. 이러한 제 2 전류는 제 1 전류와 정합(match)되는 것으로 여겨지며, 제 1 전류에 의해 생성되는 자기장을 효과적으로 상쇄(cancel)시킨다. 이러한 "전류 정합" 기술은 자기장을 억제하기 위한 유용한 방법이다.
이동 통신 디바이스에 의해 생성되는 전자기장은, 건강상의 이유로, 그리고 근처의 다른 전자 디바이스와의 간섭을 줄이기 위해, 최소화되는 것이 바람직하다.
배터리는 전극 어셈블리를 가지며, 이 전극 어셈블리는 포지티브 전극, 네거티브 전극, 및 포지티브 전극과 네거티브 전극 사이의 전해질층을 포함한다. 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름은 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되지 않으며, 이에 의해 제 1 자기장을 생성한다. 자기 보상 구조가 전극 어셈블리에 인접하는 바, 이러한 자기 보상 구조는 포지티브 전극과 네거티브 전극 중 하나에 연결되는 전기 전도성 물질의 바디를 갖는다. 전극 어셈블리를 통해 흐르는 전류는 또한, 이러한 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류의 패턴과 정합되는 패턴으로 바디를 통해 흐른다. 결과적으로, 자기 보상 구조에 의해 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장이 생성됨으로써, 배터리로부터의 자기 노이즈를 완화시킨다.
본 발명에 따라 무선 이동 통신 디바이스를 위한 자기 보상 구조를 갖는 낮은 노이즈 배터리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 무선 이동 통신 디바이스를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 무선 이동 통신 디바이스에 전력을 공급하기 위한 배터리의 사시도이다.
도 3은 언롤(un-rolled) 구성에서의, 일 실시예에 따른 배터리의 포지티브 전극 및 네거티브 전극의 개략도이다.
도 4는 관련된 자기 보상 구조를 갖는 제 1 전극 어셈블리 내에서의 롤업(roll-up)된 도 3의 포지티브 전극 및 네거티브 전극의 분해도이다.
도 5는 롤업된 전극 어셈블리에 인접하여 연결되는 자기 보상 구조를 나타낸다.
도 6은 배터리 케이스의 외부 표면 상에 장착된 자기 보상 구조를 갖는 배터리의 사시도이다.
도 7은 도 3의 포지티브 전극 및 네거티브 전극의 어셈블리가 롤업되고, 자기 보상 구조에 연결되는 대안적인 방식을 도시한다.
도 8은 관련된 자기 보상 구조를 갖는 제 2 전극 어셈블리 내에서의 롤업된 도 3의 포지티브 전극 및 네거티브 전극의 분해도이다.
도 9는 제 2 전극 어셈블리 내의 포지티브 전극 및 네거티브 전극의 외각층(outer layer) 내에서의 전류의 흐름을 그래픽적으로 도시한다.
도 10은 제 2 전극 어셈블리에 인접하여 연결되는 자기 보상 구조를 나타낸다.
도 11은 전극들의 전체 폭에 걸쳐서 탭들이 연장되지 않는 것을 제외하고, 도 4와 유사한 제 3 전극 어셈블리의 분해도이다.
이동 통신 디바이스에 전력을 공급하는 배터리는 내부에서의 전류의 비대칭적인 흐름으로 인해 자기장들의 소스이다. 일반적으로 "탭(tab)"이라 불리는 개별적인 컨덕터(conductor)가 각 배터리 전극 및 외부 단자에 부착된다. 안전성 및 제조가능성의 이유들로, 탭들은 종종 조립된 배터리 내에서 이격된 위치들에 있는 각각의 전극들에 연결된다. 탭 위치들에 있어서의 차이는 포지티브 전극 및 네거티브 전극에서 상이한 전류 흐름 패턴들을 생성함으로써, 전류들이 정합되지 않게 하고, 자기장들이 상쇄되지 않게 한다. 다시 말해, 전류의 흐름은 2개의 전극들 전체에 걸쳐서 상이하게 분배된다. 이에 따라, 배터리는 외부 엘리먼트들에게 악영향을 미칠 수 있는 순(net) 자기장을 생성한다.
이러한 자기장들과 관련된 자기 노이즈(magnetic noise)는, GSM 무선 전송과 관련하여 끌어당겨지는 전류로 인해 이동 통신 디바이스 내의 배터리에 의해 생성된다. 이에 따라, 일반적으로 이동 통신 디바이스들로부터의 자기 간섭을 최소화하고, 배터리 상에서 끌어당겨지는 전류로 인한 이동 통신 디바이스 배터리들로부터의 자기 간섭을 최소화하는 것이 바람직하다.
본원에서 개시되는 실시예들은 배터리들과 관련된 순 자기장을 효과적으로 제거할 수 있는 자기 보상 구조를 제공하는바, 이는 안전하고 제조하기가 용이한 것으로 증명되었다. 전형적으로, 이러한 배터리들은 정합되지 않는 얼마간의 전류들을 갖는다(일반적으로, 이들은 배터리의 외부 표면(outer surface) 가까이 있도록 설계될 수 있다). 본 발명의 개념은 배터리의 외부 표면에 인접하는 전류 분포(이는 비정합(unmatched) 전류들과 실질적으로 정합된다)를 제공하는 것을 포함한다.
본원에서 이용되는 바와 같이, 이를 테면 배터리 전극들과 같은 2개의 컴포넌트들 내에서의 전류들은, 이들이 아주 근접하고, 실질적으로 크기가 같고, 반대 방향들로 이동할 때(역 평행(anti-parallel) 전류들이라고도 지칭됨), "정합"되는 것으로 고려된다. 이러한 2개의 전류들의 크기 또는 역 평행한 방위에 있어서의 임의의 상당한 차이에 의해, 이들은 "정합되지 않게 된다". 유사하게, 2개의 상이한 컴포넌트들 내에서의 전류 패턴들은, 이러한 2개의 컴포넌트들 사이의 해당하는 위치들에서의 전류들이 실질적으로 크기가 같고, 반대 방향들로 이동하고, 서로에 대해 가까이 있을 때, "정합"되는 것으로 고려된다.
배터리는 적어도 하나의 전해질(electrolyte)의 층에 의해 서로로부터 격리되어 있는 포지티브 전극 및 네거티브 전극을 포함하는 전극 어셈블리를 갖는다. 포지티브 탭이 포티티브 전극에 연결되고, 네거티브 탭이 네거티브 전극에 연결된다. 자기 보상 구조는, 예를 들어 포지티브 또는 네거티브 전극 중 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있는 전기 전도성 물질의 바디(body)를 갖는다. 제 1, 2 보상 컨덕터들이 바디에 전기적으로 연결되고, 이러한 제 1, 2 보상 컨덕터들 중 하나는 전극 어셈블리의 포티지브 탭과 네거티브 탭 중 하나에 연결된다. 제 1, 2 보상 컨덕터들 및 바디는, 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류들의 패턴과 유사한 전류 패턴을 생성하도록 구성된다.
자기 보상 구조가 비정합 전류들이 흐르는 전극 어셈블리의 일부에 아주 근접하게 장착되며, 이에 따라 바디 내의 전류 패턴은 전극 어셈블리의 인접하는 부분 내에서의 비정합 전류들과 정합되게 된다. 이는 자기 보상 구조 내에서 반대의 자기장을 생성하는 전류 흐름을 야기하며, 이에 따라 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류들에 의해 생성되는 자기장을 상쇄시킨다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본원에서 개시되는 배터리는 이동 통신 디바이스(100)에 전력을 공급하는 데에 이용될 수 있다. 이 이동 통신 디바이스는, 이를 테면 이러한 이동 통신 디바이스의 전체 동작을 제어하는 프로세서(102)와 같은 다수의 컴포넌트들을 포함한다. 데이터 및 음성 통신들을 포함하는 통신 기능들은, 안테나(103)에 연결되는 무선 주파수 트랜시버를 포함하는 통신 서브시스템(104)을 통해 수행된다. 이동 통신 디바이스(100)에 의해 수신되는 데이터는 압축 해제(decompression)되고, 디코더(106)에 의해 복호화(decryption)된다. 통신 서브시스템(104) 및 안테나(103)는 무선 주파수 신호(105)를 통해 무선 네트워크(150)로부터 메시지들을 수신하고, 무선 네트워크(150)에 메시지들을 전송한다. 무선 네트워크는, 제한하는 것은 아니지만, 데이터 중심(data-centric) 무선 네트워크들, 음성 중심(voice-centric) 무선 네트워크들, 및 동일한 물리적인 스테이션들 상에서 음성 통신과 데이터 통신을 모두 지원하는 이중 모드 네트워크들일 수 있다. 이동 통신 디바이스(100)는 배터리 구동형 디바이스이며, 하나 이상의 재충전가능한 배터리들(144)을 수용하기 위한 배터리 인터페이스(142)를 포함한다.
또한, 프로세서(102)는, 이를 테면 랜덤 액세스 메모리(RAM)(108), 플래시 메모리(110), 전자 제어기(116)에 연결된 터치 감응 오버레이(touch sensitive overlay)(114)를 갖는 디스플레이(112)(이들이 함께 터치 감응 디스플레이(118)를 구성한다), 액추에이터(actuator)(120), 힘 센서(force sensor)(122), 보조 입/출력(I/O) 서브시스템(124), 데이터 포트(126), 스피커(128), 마이크로폰(130), 무선 네트워크(150)와 통신하기 위해 가입자 아이덴티티 모듈 또는 착탈가능한 사용자 아이덴티티 모듈(SIM/RUIM) 인터페이스(140) 내에 삽입되는 SIM/RUIM 카드(138), 단거리 통신 서브시스템(132) 및 다른 디바이스 서브시스템들(134)과 같은 부가적인 컴포넌트들과 상호 작용을 한다. 프로세서(102)는 전자 제어기(116)를 통해 터치 감응 오버레이(114)와 상호 작용을 한다.
이동 통신 디바이스(100)는 또한 운영 체제(146) 및 소프트웨어 컴포넌트들(148)을 포함하는 바, 이들은 프로세서(102)에 의해 실행되며, 전형적으로 플래시 메모리(110)와 같은 영구적인 저장소(persistent store)에 저장된다. 부가적인 애플리케이션들이 무선 네트워크(150), 보조 I/O 서브시스템(124), 데이터 포트(126), 단거리 통신 서브시스템(132), 또는 임의의 다른 적절한 디바이스 서브시스템(134)으로부터 이동 통신 디바이스(100) 상에 로딩될 수 있다.
도 2는 무선 통신 디바이스(100)에 전력을 공급하기 위한 배터리(144)를 나타낸다. 이 배터리는 케이스(240) 내부에 조립되고, 포지티브 단자(250), 네거티브 단자(260)를 포함하며, 온도 단자(270) 및 배터리(144)의 제조자의 진정성(authenticity)을 테스트하기 위한 암호 단자(280)를 포함할 수 있다. 비록 나타내지는 않았지만, 배터리(144)는 내부 마이크로프로세서 및 스위치를 포함할 수 있는 바, 이러한 스위치는 포지티브 단자(250) 및 네거티브 단자(260)와 직렬로 있으며, 배터리가 소정의 레벨 아래로 방전되는 경우, 배터리에 대한 손상을 피하기 위해, 내부 마이크로프로세서에 의해 개방된다. 마찬가지로, 만일 배터리 온도가 온도 단자(270) 상에 표시되는 소정의 레벨을 넘어 상승하면, 마이크로프로세서는 스위치를 개방시킬 수 있다.
샌드위치 전극 어셈블리는 케이스(240) 내에 위치되며, 코팅된 금속막들을 포함하는 바, 가장 일반적인 구성들에 따르면, 이러한 금속막들은, 아코디언과 같이 플리티드 구성(pleated configuration) 내로 앞뒤로 포개어진 적층 구성(Z형 전극 어셈블리라 칭한다) 또는 롤링 업(rolled up)되고 평탄화된 적층 구성("젤리롤(jellyroll)" 전극 어셈블리라 칭한다)으로, 서로의 상부에 층을 이루는(layered) 섹션들을 갖는다. 하기에서는 "젤리롤" 전극 어셈블리들의 구성 및 설계를 참조할 것이지만, 본 발명의 당업자라면 본원에서 설명되는 원리들은 전극 어셈블리들의 다른 설계들 및 구성들에도 동등하게 적용된다는 것을 이해할 것이다.
이러한 하나의 젤리롤 타입의 층을 이루는 제 1 전극 어셈블리(300)는 도 3에서는 그것의 언롤 상태로 개략적으로 도시되고, 도 4에서는 그것의 최종 롤업 상태로 개략적으로 도시된다. 제 1 전극 어셈블리(300)는 제 1, 2 신장된(elongated) 시트들 또는 스트립들을 포함하는 바, 이들은 이들 사이의 절연 물질로 된 절연성의 중간 격리기 시트(intermediate separator sheet)(306)와 함께 샌드위치되는 포지티브 전극(302)(캐소드) 및 네거티브 전극(304)(애노드)을 각각 형성한다. 절연 물질로 된 외각 격리기 시트(outer separator sheet)(308)가 네거티브 전극 바로 아래에 있는 바, 이는 포지티브 전극과 네거티브 전극을 전기적으로 절연시키기 위해, 젤리롤의 가장 안쪽 섹션에서 포지티브 전극(302)의 단부 주위를 휘감을 수 있다. 중간 격리기 시트(306)는 전해질을 포함하며, 이에 의해 전해질의 층을 형성한다. 전해질은, 에테르와 같은 유기 용제 내의, 예를 들어 LiPF6, LiBF4, 또는 LiClO4와 같은 리튬염(lithium salts), 납-산 배터리에서와 같은 산, 니켈 금속 하이드라이드 또는 니켈 카드뮴에서의 보통 수산화칼륨과 같은 알칼리(alkaline) 전해질일 수 있다. 포지티브 전극(302)은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 또는 다른 적절한 물질로 양 측면들 상에 (예를 들어, 각 측면 마다 60-70㎛) 코팅되는 얇은(예를 들어, 15㎛) 알루미늄 시트를 포함할 수 있는 반면, 네거티브 전극(304)은 흑연으로 양 측면들 상에 (예를 들어, 각 측면 마다 60-70㎛) 코팅되는 얇은(예를 들어, 10㎛) 구리 포일 시트를 포함할 수 있으며, 이에 따라 캐소드로부터 애노드로 전류가 흐르게 된다. 중간 격리기 시트(306)는 전해질액이 포지티브 전극(302)과 네거티브 전극(304) 사이를 투과할 수 있도록 해주는 (예를 들어, 20㎛ 폭의) 개구부들을 그 내부에 갖는다. 이에 따라, 중간 격리기 시트(306)는 전극들 사이에서 이온들이 흐를 수 있도록 하면서 이러한 2개의 전극 스트립들을 물리적으로 격리시킨다.
배터리 분야에서, 전극에 연결되는 전기적인 컨덕터는 "탭"으로서 지칭된다. 포지티브 탭은 포지티브 전극(302)의 폭을 가로질러 연장되어, 전극 어셈블리의 제 1 단부(311)에 인접하는 제 1, 2의 대향 에지들(307 및 309) 사이에서 포지티브 전극(302)과 컨택한다. 포지티브 탭(310)은 포지티브 전극에 전기적으로 직접 연결되며, 포지티브 전극(302)의 물질 보다 큰 전기 전도도(electrical conductivity)를 갖는다. 예를 들어, 포지티브 탭(310)은 니켈 도금 강(nickel plated steel)으로 형성될 수 있으며, 포지티브 전극(302) 보다 대략 10배 더 두꺼울 수 있지만, 배터리들에서 통상적으로 이용되는 다른 타입들의 탭들이 이용될 수도 있다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 용어 "직접 연결된(connected directly)" 및 직접 연결의 개념은 2개의 관련된 컴포넌트들이 동일한 전압 전위가 되도록 연결되어 있음을 의미한다. 네거티브 탭(312)은 네거티브 전극(304)의 폭을 가로질러 연장되어, 제 3, 4 대향 에지들 사이에서 네거티브 전극(304)과 컨택한다. 네거티브 탭(312) 또한 제 1 단부(311)에 인접하지만, 포지티브 탭(310)이 제 1 단부로부터 이격된 것 보다 더 안쪽으로 이격되어 있다. 네거티브 탭(312)은 포지티브 탭(310)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 네거티브 전극(304)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 포지티브 탭(310) 및 네거티브 탭(312)은 포지티브 전극(302) 및 네거티브 전극(301)에 초음파 웰딩(ultrasonic welding)에 의해 각각 부착된다.
도 4를 참조하면, 제 1 전극 어셈블리(300)는 서로의 상부에 층을 이루는, 이 경우에는 포지티브 탭(310) 및 네거티브 탭(312)이 위치되는, 제 1 단부(311) 반대편의 제 2 단부(313)에서 시작하여 룰 축(roll axis)(418) 주위로 세로로 나선형 방식으로 롤업되는 섹션들을 갖는다. 결과적인 전극 어셈블리는 다수의 층들을 갖는 바, 각 층은 포지티브 전극(302), 네거티브 전극(304), 중간 격리기 시트(306) 및 외각 격리기 시트(308) 각각의 섹션을 포함한다. 이에 따라, 제 1 전극 어셈블리(300)는, 제 1 단부(311)가 위치되는 외각층에 의해 형성되는 주 표면(major surface)(416)을 갖는다. 포지티브 탭(310) 및 네거티브 탭(312)은 각 전극(302 및 304)의 나선형 에지(spiraling edge)를 갖는 층을 이룬 제 1 전극 어셈블리(300)의 측면으로부터 바깥쪽으로 돌출된다.
도 4 및 5를 참조하면, 배터리(144)는 자기 보상 구조(420)를 더 포함하는 바, 이러한 자기 보상 구조(420)는 주 표면(416)에 고정되고, 그에 따라 제 1 전극 어셈블리(300)의 외각층에 고정된다. 자기 보상 구조(420)는 바디(422)를 포함하는 바, 이러한 바디(422)는 베이스(base)를 형성하고, 시트형(sheet-like) 형상을 가지며, 그리고 포지티브 전극(302)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제 1 보상 컨덕터(424)는 제 1 전극 어셈블리(300)로부터 멀리 떨어진 바디(422)의 주 표면(423)과 전기적으로 컨택하며, 대향 에지들 사이에서 주 표면을 가로질러 연장된다. 제 1 보상 컨턱터(424)는 제 1 전극 어셈블리의 포지티브 탭(310)과 동일한 크기 및 형상을 가지며, 제 1 자기 보상 구조(420)가 제 1 전극 어셈블리와 함께 조립될 때, 직접적으로 그리고 완전히 이러한 포티지브 탭 위에 놓여지도록 바디(422) 위에 위치된다. 제 2 보상 컨덕터(426) 또한 자기 보상 구조의 바디(422)와 전기적으로 컨택한다. 제 2 보상 컨덕터(426)는, 제 1 전극 어셈블리(300) 상의 네거티브 탭(312)과 동일한 크기 및 형상을 갖는 주요 영역(primary region)(427)을 갖는다. 이러한 주요 영역(427)은 주 표면(423) 위에 위치되어, 자기 보상 구조(420)가 제 1 전극 어셈블리(300)와 함께 조립될 때, 직접적으로 그리고 완전히 네거티브 탭(312) 위에 놓여진다. 제 1, 2 보상 컨덕터들(424 및 426) 모두는 포지티브 및 네거티브 탭들(310 및 312)과 동일한 물질로 제조될 수 있다. 제 2 보상 컨덕터(426)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극 어셈블리(300)의 측면(419)으로부터 네거티브 탭(312)의 돌출부로부터 오프셋되는 방식으로, 자기 보상 구조의 바디(422)의 에지로부터 돌출되는 오프셋 섹션(428)을 갖는다. 예를 들어, 자기 보상 구조(420)는 대략 15㎛의 두께를 가지며, 각 컨덕터(424 및 426)는 대략 150㎛의 두께를 갖는다. 절연 물질층(421)이 제 1 전극 어셈블리(300)로부터 자기 보상 구조(420)를 격리시킨다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 자기 보상 구조(420)가 제 1 전극 어셈블리(300)와 조립될 때, 전극 어셈블리의 측면(419)을 넘어 돌출되는 포지티브 탭(310)의 단부와 바디(422)의 에지를 넘어 유사하게 돌출되는 제 1 보상 컨덕터(424)의 일부가 서로 전기적으로 직접 연결된다. 도 2를 부가적으로 참조하면, 제 1 전극 어셈블리(300)와 자기 보상 구조(420)의 결합은 금속 배터리 케이스(240)에 넣어지는 바, 이러한 케이스는 그 외부 표면 주위로 포지티브 및 네거티브 단자들(250 및 260)까지 연장되는 외부 리드(external lead)(290)를 갖는다. 외부 리드(290)는 개별적인 스트라이프형(strip-like) 포지티브 및 네거티브 컨덕터들(292 및 294)을 가지며, 이러한 포티지브 및 네거티브 컨덕터들(292 및 294) 사이에는 절연층(미도시)이 있다. 네거티브 탭(312)의 단부는 케이스 상의 절연된 피드쓰루(feedthrough)(242)를 통해 외부 네거티브 컨덕터(294)에 연결된다. 제 2 보상 컨덕터(426)는 포인트(244) 안쪽에서 직접 케이스에 연결되고, 외부 포지티브 컨덕터(292)는 포인트(244)에서 케이스(240)에 부착되며, 이에 따라 케이스를 통해 제 2 보상 컨덕터(426)에 전기적으로 연결된다. 대안적으로, 포지티브 및 네거티브 컨덕터들(292 및 294) 중 하나 또는 둘 모두는 네거티브 탭(312) 및 제 2 보상 컨덕터(426)의 인접하는 연장부들(extensions)일 수 있으며, 배터리 케이스 내의 틈들(apertures)을 통해 연장될 수 있다. 포지티브 및 네거티브 컨덕터들(292 및 294)은 서로의 위에 있으며, 이에 의해 추가의 전류 정합을 제공함으로써, 자기 노이즈를 완화시킨다. 다른 변형으로서, 제 2 보상 컨덕터와 네거티브 탭(312) 모두가 배터리 케이스(240) 내의 동일한 틈을 통해 돌출되도록, 제 2 보상 컨덕터(426)의 오프셋 섹션(428)은 제거될 수 있다. 이는 포지티브 스트립 컨덕터가 배터리 케이스에 접촉할 수 있게 하는 바, 이것이 금속으로 되어 있다면, 전형적으로 포지티브 단자(250)에 연결된다.
비록 상기 예에서 제 1 자기 보상 구조(420)의 바디(422)가 포지티브 전극(302)과 동일한 물질로 형성되고, 제 1, 2 보상 컨덕터들(424 및 426)이 포지티브 및 네거티브 탭들(310 및 312)과 동일한 물질 및 두께로 제조되기는 하지만, 자기 보상 구조(420)에서 이용되는 물질들은 제 1 전극 어셈블리(300)에서 이용되는 것들과 다를 수 있다. 제 1 보상 컨덕터(424)와 자기 보상 구조의 바디(422) 간의 2차원 전도도(two dimensional conductivity)의 제 1 비(ratio)는 포지티브 탭(310)과 포지티브 전극(302) 간의 2차원 전도도의 제 2 비와 실질적으로 동일하다. 또한, 제 2 보상 컨덕터(426)와 바디(422) 간의 2차원 전도도의 제 3 비는 네거티브 탭(312)과 네거티브 전극(302) 간의 2차원 전도도의 제 4 비와 실질적으로 동일하다. 이와 같이 실질적으로 동일한 2차원 전도도의 비들을 이용하게 되면, 제 1 전극 어셈블리와 자기 보상 구조 모두 내에서 비교적 동등한 전류 밀도들을 야기하게 되는 바, 이에 대해서는 하기에서 설명된다. 본원에서 이용되는 바와 같이, 2차원 전도도는 소정 물질의 두께(예를 들어 포지티브 전극(302) 및 네거티브 전극(304)의 두께)를 그 물질의 저항률(resistivity)로 나눈 것과 같다. 하기에서 설명되는 바와 같이, 2차원 전도도들의 각각의 비들이 실질적으로 같을 때, 제 1 전극 어셈블리(300)에 의해 생성되는 제 1 자기장의 적어도 50%가 제 1 자기 보상 구조(420)에 의해 생성되는 제 2 자기장에 의해 상쇄될 것이다.
제 1 전극 어셈블리(300) 상에 제 1 자기 보상 구조(420)를 장착하는 것에 대한 대안으로서, 제 1 전극 어셈블리는 도 6에 나타낸 바와 같이 배터리 케이스(680)에 넣어지며, 제 1 자기 보상 구조(420)는 배터리 케이스의 외부 표면에 부착된다. 이러한 경우, 제 1 보상 컨덕터(424)의 일부는 배터리 케이스(680) 내의 제 1 절연된 피드쓰루(682)를 통해 제 1 전극 어셈블리의 포지티브 탭(310)에 연결된다. 제 2 보상 컨덕터(426)는, 배터리 케이스(680)의 외부 표면 주위를 돌아 포지티브 단자(650)까지 연장되는 외부 리드(690)의 포지티브 컨덕터(692)에 연결된다. 네거티브 단자(660)에 연결되는 네거티브 컨덕터(694)는, 배터리 케이스(680) 상의 제 2 절연된 피드쓰루(684)를 통해 제 1 전극 어셈블리의 네거티브 탭에 연결된다. 라벨(label) 또는 다른 덮개(covering)가 배터리 케이스의 외부 상에서 자기 보상 구조(420) 윗쪽으로 연장될 수 있다.
제 1 전극 어셈블리(300)에 대해 제 1 자기 보상 구조(420)의 이러한 배치들중 어느 것이 이용되는 지에 관계없이, 노이즈 완화(noise mitigation)가 발생한다. 특히 도 4와 관련하여, 제 1 전극 어셈블리(300)의 외각층 내의 전류는 화살표들에 의해 나타낸 바와 같이 흐른다. 구체적으로, 네거티브 전극(304) 및 네거티브 탭(312)을 통한 전류 흐름은 파선(dashed) 화살표들에 의해 도시되고, 포지티브 전극(302) 및 포지티브 탭(310)을 통한 전류 흐름은 삼각형 헤드들을 갖는 실선 화살표들에 의해 도시된다. 동일한 크기의 전류들이, 상부층(top layer)의 제 1 섹션(415)에서 그리고 제 1 전극 어셈블리(300)의 다른 층들에서 반대 방향들로 흐른다. 화살표들은 또한 포지티브 및 네거티브 탭들(310 및 312) 내에서의 전류의 흐름이 각 탭의 길이 차원(length dimension)에 평행함을 나타낸다. 섹션(415)의 포지티브 전극 및 네거티브 전극 내의 전류들은, 이들이 실질적으로 동일한 크기이고 반대의 평행한 방향들로 흐른다는 점에서, 역 평행한 것으로 고려된다. 네거티브 전극(304) 내에서의 전류 흐름은 네거티브 탭(312)에서 종단되기 때문에, 포지티브 전극(302) 내에 흐르는 전류 만이 2개의 탭들(310 및 312) 사이에 있는 상부층의 제 2 섹션(417)에서 발생한다. 따라서, 제 2 섹션(417) 내에서 비정합 전류가 흐르게 되며, 이러한 전류 흐름은 포지티브 및 네거티브 탭들(310 및 312) 둘 모두의 길이 차원에 대해 수직이다.
전류는 측면(419)으로부터 돌출되는 포지티브 탭(310)의 노출되는 단부에서 제 1 전극 어셈블리(300)로부터 빠져나온다. 이러한 빠져나오는 전류는, 도 4의 화살표들에 의해 나타낸 바와 같이, 제 1 보상 컨던터(424)의 길이를 따라 이동하면서 제 1 보상 컨던터(424)의 인접하는 단부로 들어간다. 이러한 제 1 보상 컨덕터(424)로부터, 전류는 제 2 보상 컨덕터(426)를 향해 수직 방향으로 자기 보상 구조(420)의 바디(422)를 통해 이동한다. 바디(422) 내에서의 전류 흐름은 제 1 전극 어셈블리(300)의 상부층 내에서의 전류 흐름에 대해 역 평행하다는 것을 주목해야 한다. 이후, 전류는 계속해서 제 2 보상 컨덕터(426)의 길이를 따라 오프셋 섹션(428)으로 흐르며, 이 오프셋 섹션(428)으로부터 전류는 자기 보상 구조(420)를 빠져나온다.
제 1 보상 컨덕터(424)를 통한 전류의 방향은 자기 노이즈 감소에 중요하다. 구체적으로, 제 1 보상 컨덕터(424) 내에서의 전류 흐름은 그 바로 아래에 놓인 포지티브 탭(310) 내에서의 전류 흐름에 대해 크기는 동일하고 방향은 반대이다. 제 1 보상 컨덕터(424)가 포지티브 탭(310)과 동일한 크기(예를 들어, 길이 및 폭) 및 형상을 가지며, 도시된 방위에서, 그 포지티브 탭의 상부 바로 위에 있기(즉, 완전히 포지티브 탭 위에 놓임) 때문에, 제 1 보상 컨덕터와 포지티브 탭 내에서의 전류 흐름들은 정합된다. 2개의 보상 컨덕터들(424 및 426) 사이의 바디(422) 내에서의 전류 흐름은 제 1 전극 어셈블리(300)의 포지티브 및 네거티브 탭들(310 및 312) 사이의 전류 흐름과 역 평행하다. 유사하게, 제 2 보상 컨덕터(426)를 통한 전류의 흐름은 제 1 전극 어셈블리의 네거티브 탭(312)을 통한 전류 흐름에 대해 크기는 동일하고 방향은 반대이다. 제 2 보상 컨덕터(426) 및 네거티브 탭(312) 내에서의 전류 흐름들은 정합되는데, 왜냐하면 제 2 보상 컨덕터가 네거티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 가지며, 도시된 방위에서, 네거티브 탭의 상부의 바로 위에 있기(즉, 완전히 네거티브 탭 위에 놓임) 때문이다. 자기 보상 구조(420)를 통한 전류 흐름은 그 아래의 제 1 전극 어셈블리의 섹션 내에서의 전류 흐름과 크기가 동일하고 방향이 반대이기 때문에, 제 1 전극 어셈블리(300) 내의 비정합 전류들에 의해 생성되는 제 1 자기장은 자기 보상 구조(420) 내의 비정합 전류들에 의해 생성되는 반대의 제 2 자기장에 의해 상쇄된다. 따라서, 자기 보상 구조(420)의 동작은 제 1 전극 어셈블리(300)에 의해 생성되는 자기장을 적어도 부분적으로 상쇄시키고, 만일 그렇지 않았더라면 배터리(144)에 의해 생성되었을 자기 간섭을 완화시킨다.
일반적인 개념으로서, 자기 보상 구조(420)의 구조는 제 1 전극 어셈블리(300) 내의 비정합 전류 흐름 패턴을 재생(reproduce)하지만, 반대 방향으로 재생한다. 이러한 반대의 전류 흐름 패턴들은 상쇄 자기장들을 생성하고, 배터리로부터의 자기 노이즈를 감소시킨다.
또한, 제 1 전극 어셈블리(300)의 외부 표면은 포지티브 전극(302)에 의해 형성되기 때문에, 그리고 포지티브 전극으로부터의 전류는 또한 제 1 자기 보상 구조(420)를 통해 흐르기 때문에, 이러한 컴포넌트들 사이에 존재할 수 있는 임의의 단락 회로는 위험(hazard)을 야기하지 않을 것인데, 왜냐하면 이러한 인접하는 컴포넌트들에서의 전압이 아주 거의 동일하기 때문이다.
도 7은 2개의 탭들(310 및 312)에 인접하는 제 1 단부(311)가 롤의 중앙에 위치되고, 제 2 단부(313)가 외각층에 있는 대안적인 전극 어셈블리(700)를 도시한다. 이러한 대안은, 도 4의 실시예와 관련하여 설명된 것과 동일한 제 1 자기 보상 구조(420)를 이용한다. 이러한 대안적인 전극 어셈블리(700)는 바로 위에서 상세히 설명된 이전의 실시예와 기능적으로 동등하다.
자기 보상 개념의 변형은, 2개의 탭들(310 및 312) 가까이의 제 1 단부(311)가 롤의 중앙에 있고, 제 2 단부(313)가 외각층에 있는 대안적인 전극 어셈블리(700)에 대해 이용될 수 있다. 이러한 상황에서, 비정합 전류들은 젤리롤 전극 어셈블리(700)의 중앙에 있다. 이러한 전극 어셈블리로부터의 결과적인 자기장들을 완화시키기 위해, 2개의 자기 보상 구조들이 전극 어셈블리의 주 표면들(예를 들어, 도 7에서 상부 표면 및 하부 표면) 둘 모두의 위에 위치된다. 이러한 2개의 자기 보상 구조들은 또한, 비정합 전류들이 그 어셈블리의 두께 전체에 걸쳐 분포되는 스택 전극 어셈블리에 대해 이용될 수 있다. 두 응용들 모두에서, 2개의 자기 보상 구조들은 서로 병렬로 그리고 전극 어셈블리 탭들 중 하나와 직렬로 연결된다.
도 8을 참조하면, 제 2 전극 어셈블리(800)는 포지티브 전극 및 네거티브 전극(이들은 이러한 포지티브 전극 및 네거티브 전극 사이의 중간 격리기 시트 및 전해질과 함께 샌드위치된다) 및 도 3에 나타낸 바와 같은 라미네이트 구성(laminated configuration)에서의 외각 격리기 시트를 갖는다. 하지만, 대조적으로, 포지티브 탭(804) 및 네거티브 탭(806)은 개개의 각 전극의 단부에서의 에지로부터 바깥쪽으로 돌출된다. 다시 말해, 젤리롤 타입의 층을 이룬 제 2 전극 어셈블리(800) 상의 포지티브 및 네거티브 탭들은, 전극 어셈블리가 나선형 방식으로 롤업되는 롤 축(roll axis)(808)에 평행한 그 어셈블리의 에지로부터 바깥쪽으로 연장된다. 도 3에 도시된 제 1 전극 어셈블리(300)와 관련하여, 다른 차이점은, 포지티브 및 네거티브 탭들(804 및 806)이 개개의 전극의 물질의 연장부들이고, 전극의 바디에 전기적으로 연결되는 개별적인 금속 엘리먼트들이 아니라는 것이다.
도 9에서 화살표들에 의해 도시된 바와 같이, 이러한 탭 및 전극 배열은 제 2 전극 어셈블리의 상부층을 통해 전류가 비대칭적으로 흐르게 한다. 여기에서, 네거티브 탭(806)으로부터 멀리 향하는 파선 화살표들은 네거티브 전극을 통한 전류 흐름을 나타내고, 대체로 포지티브 탭(804) 쪽으로 향하는 실선 화살표들은 포지티브 전극을 통한 전류 흐름을 도시한다. 각 화살표의 길이는 포지티브 또는 네거티브 전극 내의 관련된 위치에서의 전류의 상대적인 크기를 개략적으로 나타낸다. 이러한 전류 흐름의 표현으로부터, 전극들의 탭들(804 및 806) 가까이에서의 각 전류들은 방향 및 크기 모두에 있어서 같지 않음이 명백하다. 이는, 포지티브 및 네거티브 전극들의 폭을 가로질러 연장되는 평행한 탭들을 이용함으로써, 포지티브 및 네거티브 탭들 모두에 대해 수직하는 평행한 경로들 내에서 흐르는 전류를 생성하는 이전 실시예들에서의 전류 흐름과 다르다. 그럼에도 불구하고, 본 자기 보상 개념은 제 2 전극 어셈블리(800) 내의 비정합 전류들로부터 야기되는 자기장을 상쇄시키는 경향이 있는 자기장을 생성하는 데에 적용될 수 있다.
도 8 및 10을 참조하면, 제 2 자기 보상 구조(820)는 전도성 바디(822)를 갖는 바, 이러한 전도성 바디(822)는, 이를 테면 포지티브 전극(802)에 대해 이용되는 것과 동일한 물질과 같은 전기 전도성 물질의 시트에 의해 형성되는 베이스를 생성한다. 바디(822)의 시트는 폴드 축(fold axis)(824)을 따라 그 자체 상에서 접혀짐으로써, 평행한 평면들 내에 상위의 제 1 부분(826) 및 하위의 제 2 부분(828)을 제공한다. 절연 물질의 제 1 시트(830)가 이러한 2개의 부분들 사이에 샌드위치된다. 절연 물질의 제 2 시트(832)는, 제 2 전극 어셈블리(800)에 대해 전기적인 절연을 제공하기 위해, 제 2 자기 보상 구조(820)의 하위 표면을 형성한다. 예시의 목적으로, 제 2 자기 보상 구조(820)의 다양한 엘리먼트들 사이에 갭들을 나타내었지만, 실제로 이러한 엘리먼트들은 서로 인접해 있음을 이해해야 한다. 전도성 바디(822)의 제 2 부분(828)은, 폴드 축(824) 반대편의 에지(825)로부터 바깥쪽으로 돌출된 제 1 보상 컨덕터(834)를 갖는다. 제 1 보상 컨덕터(834)는 제 2 전극 어셈블리(800) 상의 포지티브 탭(804)과 정렬된다. 유사하게, 전도성 바디(822)의 제 1 부분(826)은, 폴드 축(824) 반대편의 자신의 에지(829)로부터 바깥쪽으로 돌출된 제 2 보상 컨덕터(836)를 갖는다. 제 2 보상 컨덕터(836)는 제 2 전극 어셈블리(800) 상의 네거티브 탭(806)과 정렬된다. 폴드 축(824)은 전극 어셈블리가 나선형으로 감겨지는 롤 축(808)과 평행하다는 것을 주목해야 한다.
자기 보상 구조의 바디(822)에 대한 2개의 자기 보상 구조 컨덕터들(834 및 836) 각각의 2차원 전도도의 비들은, 각각 제 2 전극 어셈블리(800) 내의 포지티브 및 네거티브 전극들에 대한 포지티브 및 네거티브 탭들(804 및 806) 각각의 2차원 전도도의 대응하는 비들과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 8의 특정 실시예에서, 이러한 비들은 1 이다. 이와 같이 동일한 2차원 전도도 비들을 이용하게 되면, 제 1 전극 어셈블리 및 자기 보상 구조 모두 내에서 동등한 전류 밀도들을 생성한다.
제 2 자기 보상 구조(820)가 제 2 전극 어셈블리(800)에 부착될 때, 보상 컨덕터들(834 및 836)이 연장되는 에지는 포티지브 및 네거티브 탭들(804 및 806)이 돌출되는 제 2 전극 어셈블리의 에지와 정렬된다. 이러한 결합에서, 포지티브 탭(804)은 제 1 보상 컨덕터(834)에 전기적으로 직접 연결된다. 네거티브 탭(806) 및 제 2 보상 컨덕터(836)는, 제 2 자기 보상 구조(820), 및 제 2 전극 어셈블리(800) 내의 포지티브 전극 및 중간 스페이서 시트의 두께에 의해 이격되어 있다. 결과적으로, 네거티브 탭(806)과 제 2 보상 컨덕터(836) 사이에는 전기적인 절연이 존재한다. 이제, 제 2 보상 컨덕터(836)는 결합된 구조의 포지티브 단자를 형성한다. 조립된 배터리에서, 전도성 엘리먼트(미도시)는 도 2의 배터리 케이스(240)의 포지티브 단자(250)에 제 2 보상 컨턱터(836)를 연결하고, 다른 전도성 엘리먼트(미도시)는 네거티브 단자(260)에 네거티브 탭(806)을 연결한다.
전류가 배터리를 통해 흐를 때, 제 2 자기 보상 구조(820)의 제 2 부분(828)을 통해 흐르는 전류의 패턴은, 제 2 전극 어셈블리(800)의 포지티브 전극의 외각층 내에서의 전류 패턴에 대해 역 평행하다. 마찬가지로, 제 2 자기 보상 구조(820)의 제 1 부분(826)을 통해 흐르는 전류의 패턴은, 제 2 전극 어셈블리의 네거티브 전극의 외각층 내에서의 전류 패턴에 대해 역 평행하다. 따라서, 전류 패턴들이 정합되며, 배터리로부터 나오는 순 자기장은 감소된다.
도 10으로부터 명백한 바와 같이, 제 2 자기 보상 구조(820)가 반드시 제 2 전극 어셈블리(800)의 외부 표면의 전체 깊이를 가로질러 연장되는 것은 아니며, 이 깊이는 포지티브 및 네거티브 탭들(804 및 806)이 돌출되는 측면(838)에 수직이다. 제 2 자기 보상 구조(820)는, 포지티브 및 네거티브 전극들 내의 전류들이 정합되지 않는 제 2 전극 어셈블리(800)의 외각층의 일부를 덮는다. 다시 말해, 제 2 자기 보상 구조(820)는, 포지티브 및 네거티브 전극들 내의 전류들이 효과적으로 역 평행하게 되는 외각층 내의 영역, 예를 들어 로우(row)(940)에서 화살표들로 시작되는 도 9의 영역에 이를 수 있도록, 측면(838)으로부터 충분히 멀리 연장되어야 한다. 다른 전극 어셈블리들의 구성은, 자기 보상 구조가 측면(838) 반대편의 전극 어셈블리의 측면을 둘러쌀 것을 요구할 수 있다.
접혀진(folded) 제 2 자기 보상 구조(820)는 제 1, 2 부분들 각각에서 상이한 전류 흐름 패턴들을 갖는 바, 이러한 패턴들은 제 2 전극 어셈블리(800)의 전극 내에서의 전류 흐름 패턴과 정합된다. 다르게 보면, 제 2 자기 보상 구조(820) 내에서 비정합 전류 흐름이 생성되는 바, 이는 제 2 전극 어셈블리(800) 내에서의 비정합 전류 흐름과 정합된다. 제 2 자기 보상 구조(820) 내에서의 비정합 전류 패턴은, 제 2 전극 어셈블리(800) 내에서의 비정합 패턴에 의해 생성되는 자기 자기장과 반대의 자기장을 생성함으로써, 배터리로부터의 자기 노이즈를 감소시킨다.
도 11을 참조하면, 제 3 전극 어셈블리(1100)는 도 8에 나타낸 제 1 전극 어셈블리(300)와 유사한 젤리롤 구성을 갖는 바, 여기에서 전극들은 롤 축(1108) 주위에 나선형으로 감겨진다. 하지만, 이러한 제 3 전극 어셈블리는, 포지티브 및 네거티브 탭들(1102 및 1104) 각각이 하나의 에지로부터 다른 에지로 각자의 전극의 전체 폭을 가로질러 연장되는 것이 아니라, 제 1 에지(1106)의 전극을 가로질러 부분적으로만 연장된다는 점에서 다르다. 결과적으로, 2개의 탭들(1102 및 1104) 간의 전류 흐름은 제 1 전극 어셈블리에서와 같이 평행하지 않으며, 포지티브 탭(1102)으로부터 네거티브 탭(1104)의 원격 측면 상에서의 전류 흐름 또한 이러한 탭들의 길이 차원에 대해 평행하거나 수직이 아니다. 노이즈 완화에 대해 중요한 것은, 이러한 어셈블리 내의 포지티브 및 네거티브 전극들 내의 전류 패턴들이 정합되지 않으며, 이에 따라 탭들 근처에서 제 3 전극 어셈블리(1100)의 상부층 내에서 제 1 자기장이 생성된다는 것이다.
그렇지 않았더라면 제 3 전극 어셈블리(1100)에 의해 생성되었을 자기 노이즈를 완화하기 위해, 제 3 자기 보상 구조(1110)는 전극 어셈블리의 상부층(1112)에 아주 근접하게 배치된다. 제 3 전극 어셈블리(1100) 내의 포지티브 전극 또는 네거티브 전극 내에서의 모든 전류는 평행하게 흐르지 않기 때문에, 제 3 자기 보상 구조(1110)는 2개의 인접하는 부분들(이들을 통해 전류가 흐른다)을 갖는 접힌(folded) 구성을 갖는다. 따라서, 각 부분은 그 내에, 포지티브 전극 또는 네거티브 전극 중 하나에서의 전류 흐름 패턴을 반영(mirror)하는 전류 흐름 패턴을 갖는다.
제 3 자기 보상 구조(1110)는, 이를 테면 포지티브 전극에 대해 이용되는 물질과 동일한 물질과 같은 전기 전도성 물질의 시트에 의해 형성되는 전도성 바디(1122)를 갖는다. 바디(1122)의 시트는 평행한 평면들 내에 상위의 제 1 부분(1126) 및 하위의 제 2 부분(1128)을 제공하기 위해 폴드 축(1124)을 따라 접혀진다. 절연성의 중간 격리기(1130)가 이러한 2개의 부분들 사이에 샌드위치된다. 절연성의 외각 격리 시트(1132)가 제 3 전극 어셈블리(1110)에 대해 전기적인 절연을 제공하기 위해 제 3 자기 보상 구조(1110)의 하위 표면을 형성한다. 예시의 목적으로, 제 3 자기 보상 구조(1110)의 다양한 엘리먼트들 사이에 갭들을 나타내었지만, 실제로 이러한 엘리먼트들은 서로 인접해 있음을 이해해야 한다. 전도성 바디(1122)의 제 2 부분(1128)은, 이 부분의 폭을 가로질러 부분적으로 연장되고 하나의 에지로부터 바깥쪽으로 돌출되는 제 1 보상 컨덕터(1134)를 갖는다. 이러한 제 1 보상 컨덕터(1134)는 제 3 전극 어셈블리(1100)의 포지티브 탭(1102)과 동일한 차원들 및 형상을 가지며, 제 3 자기 보상 구조(1110)가 제 3 전극 어셈블리에 고정될 때, 이 포지티브 탭 바로 위에 놓여지도록 바디(1122) 위에 위치된다. 유사하게, 전도성 바디(1122)의 제 1 부분(1126)은 이 부분의 폭을 가로질러 부분적으로 연장되는 제 2 보상 컨덕터(1136)를 갖는다. 이러한 제 2 보상 컨덕터(1136)는 제 3 전극 어셈블리(1100)의 네거티브 탭(1104)과 동일한 차원들 및 형상을 가지며, 이 네거티브 탭 바로 위에 놓여지도록 바디(1122) 위에 위치된다. 오프셋 섹션(1138)이 제 2 보상 컨덕터(1136)에 직접 연결되고, 자기 보상 구조의 바디(1122)의 하나의 에지로부터 돌출된다.
자기 보상 구조의 바디(1122)에 대한 2개의 자기 보상 구조 컨덕터들(1134 및 1136) 각각의 2차원 전도도의 비들은, 각각 제 3 전극 어셈블리(1100) 내의 포지티브 및 네거티브 전극들에 대한 포지티브 및 네거티브 탭들(1102 및 1104) 각각의 2차원 전도도의 대응하는 비들과 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 같이 동일한 2차원 전도도 비들을 이용하게 되면, 제 1 전극 어셈블리 및 자기 보상 구조 모두 내에서 동등한 전류 밀도들을 생성한다.
접힌 전도성 바디(1122) 및 제 1, 2 보상 컨덕터들(1134 및 1136)의 구성은, 제 3 전극 어셈블리(1100) 내로 전달되는 전류가 제 3 전극 어셈블리(1100)의 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름 패턴을 반영하는 제 2 부분(1128)을 통한 패턴으로 흐를 수 있도록 이루어진다. 마찬가지로, 전류는, 제 3 전극 어셈블리의 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름 패턴을 반영하는 패턴으로, 접힌 전도성 바디(1122)의 제 1 부분(1126)을 통해 흐른다. 따라서, 제 3 자기 보상 구조(1110) 내에서 비정합 전류의 패턴이 생성되는 바, 이는 제 3 전극 어셈블리(1100) 내의 비정합 전류의 패턴과 정합된다. 결과적으로, 제 3 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류로부터 비롯되는 제 1 자기장은, 제 3 자기 보상 구조 내에서의 비정합 전류로부터 비롯되는 제 2 자기장과 반대가 된다. 이러한 2개의 자기장들은 서로를 상쇄시키는 경향이 있으며, 이에 의해 배터리로부터 나오는 노이즈를 완화시킨다.
접힌 자기 보상 구조의 대안적인 실시예들은, 제 1 부분(예를 들어, 포지티브 전극과 동일한 물질로 된, 접힌 전도성 바디(1122)의 제 1 부분(1126)) 및 제 2 부분(예를 들어, 네거티브 전극과 동일한 물질로 된 제 2 부분(1128))을 가질 수 있는 바, 이러한 2개의 상이한 물질들은 접히는 부분(fold)에서 경계를 접한다. 부가적인 대안적 실시예들은, 제 2 부분(예를 들어, 전극 어셈블리의 하나의 측면 상에 위치되는, 접힌 전도성 바디(1122)의 제 2 부분(1128)), 및 제 1 부분(예를 들어 전극 어셈블리의 교대 측면(alternate side) 상에 위치되는 제 1 부분(1126))을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 부분은 전극 어셈블리 아래에 위치되고, 제 1 부분은 전극 어셈블리의 상부에 위치될 수 있으며, 이에 따라 전극 어셈블리는 자기 보상 구조(미도시)의 제 2 부분과 제 1 부분 사이에 병렬로 놓이게 된다.
상기 설명은 주로 배터리의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 관한 것이었다. 본 개시의 범위 내의 다양한 대안들에 대해 어느 정도 주목하기는 했지만, 당업자라면 상기 설명으로부터 명백한 부가적인 대안들을 구현할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본원에서의 개시내용의 범위는 하기의 청구범위로부터 결정되어야 하며, 상기의 예시적인 설명에 의해 제한되서는 안된다.
102: 메인 프로세서
104: 통신 서브시스템
106: 디코더
110: 플래시 메모리
112: 디스플레이
114: 오버레이
116: 제어기
120: 액추에이터
122: 힘 센서
124: 보조 I/O
126: 데이터 포트
128: 스피커
130: 마이크로폰
132: 단거리 통신들
134: 다른 디바이스 서브시스템들
140: SIM/RUIM 인터페이스
142: 배터리 인터페이스
144: 배터리
146: 운영 체제
148: 프로그램들

Claims (46)

  1. 베이스(base);
    상기 베이스에 연결된 제 1 컨턱터 ? 상기 제 1 컨턱터와 상기 베이스 간의 2차원 전도도(2 dimensional conductivity)의 제 1 비(ratio)는 포지티브 탭(positive tab)과 포지티브 전극(positive electrode) 간의 2차원 전도도의 제 2 비와 실질적으로 유사함 ? ; 및
    상기 베이스에 연결된 제 2 컨턱터 ? 상기 제 2 컨턱터와 상기 베이스 간의 2차원 전도도의 제 3 비는 네거티브 탭(negative tab)과 네거티브 전극(negative electrode) 간의 2차원 전도도의 제 4 비와 실질적으로 유사함 ?;
    를 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컨덕터는 상기 포지티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 포지티브 탭 위에 놓이며; 상기 제 2 컨덕터는 상기 네거티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 것인, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스는 그 자체 상에서 접히는 전기 전도성 물질의 시트를 포함하며, 이에 의해 상기 베이스의 제 1 부분 및 제 2 부분을 정의하고, 상기 제 1 컨덕터는 상기 제 1 부분에 연결되며, 상기 제 2 컨덕터는 상기 제 2 부분에 연결되는 것인, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 전기 절연 물질을 더 포함하는, 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 부분을 통한 전류 흐름은 상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합(match)되며, 상기 제 2 부분을 통한 전류 흐름은 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되는 것인, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지티브 탭이 전기적으로 연결되는 상기 포지티브 전극을 포함하고, 상기 네거티브 탭이 전기적으로 연결되는 상기 네거티브 전극을 포함하는 전극 어셈블리; 및
    상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 사이의 전해질층을 더 포함하고,
    상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름은 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되지 않으며, 이에 의해 제 1 자기장을 생성하는 것인, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 베이스, 상기 제 1 컨덕터 및 상기 제 2 컨덕터를 통한 전류 흐름은 상기 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장을 생성하는 것인, 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 적층 구성(stacked configuration), 플리티드 구성(pleated configuration) 및 나선형 구성(spiral configuration) 중에서 하나를 갖는 것인, 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컨턱터와 상기 제 2 컨덕터 중 적어도 하나에 연결되는 무선 이동 통신 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  10. 전력(electrical power)을 제공하기 위한 전극 어셈블리로서, 포지티브 전극, 네거티브 전극, 및 상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 사이의 전해질층을 포함하고, 상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름이 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되지 않으며, 이에 의해 제 1 자기장을 생성하도록 구성되는 전극 어셈블리; 및
    전기 전도성 물질의 바디, 상기 바디에 그리고 상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 중의 하나에 전기적으로 연결되는 제 1 보상 컨덕터, 및 상기 바디에 전기적으로 연결되는 제 2 보상 컨덕터를 포함하는 자기 보상 구조로서, 상기 전극 어셈블리로부터 상기 바디를 통한 전류 흐름이 상기 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장을 생성하도록 구성되는 자기 보상 구조
    를 포함하는, 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 상기 포지티브 전극에 전기적으로 연결되는 포지티브 탭, 및 상기 네거티브 전극에 전기적으로 연결되는 네거티브 탭을 더 포함하는 것인, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 포지티브 탭 및 상기 포지티브 전극은 동일한 물질로 형성되며, 상기 포지티브 탭이 상기 포지티브 전극의 에지로부터 바깥쪽으로 연장되고, 상기 네거티브 탭 및 상기 네거티브 전극은 동일한 물질로 형성되며, 상기 네거티브 탭이 상기 네거티브 전극의 에지로부터 바깥쪽으로 연장되는 것인, 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 포지티브 탭과 상기 포지티브 전극 간의 2차원 전도도의 비는 상기 자기 보상 구조의 상기 제 1 보상 컨덕터와 상기 바디 간의 2차원 전도도의 비와 실질적으로 같고, 상기 네거티브 탭과 상기 네거티브 전극 간의 2차원 전도도의 비는 상기 제 2 보상 컨턱터와 상기 바디 간의 2차원 전도도의 비와 실질적으로 같은 것인, 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 자기 보상 구조는, 상기 제 1 보상 컨덕터가 상기 포지티브 탭 위에 놓이고 상기 제 2 보상 컨덕터가 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 상태로, 상기 전극 어셈블리에 인접하게 위치되는 것인, 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터가 상기 포지티브 전극에 전기적으로 연결되거나, 또는 상기 제 2 보상 컨덕터가 상기 네거티브 전극에 전기적으로 연결되는 것인, 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 포지티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 포티지브 탭 위에 놓이며; 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 네거티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 것인, 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 물질의 바디는 폴드 축(fold axis)을 따라 그 자체 상에서 접혀지는 시트를 포함하며, 이에 의해 상기 바디의 제 1 부분 및 제 2 부분을 정의하고, 상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 제 1 부분에 연결되고, 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 제 2 부분에 연결되는 것인, 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 바디의 상기 제 1부분과 상기 제 2 부분 사이에 전기 절연 물질을 더 포함하는, 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 롤 축(roll axis) 주위로 나선형으로 롤링되고, 상기 자기 보상 구조의 상기 폴드 축은 상기 롤 축과 평행한 것인, 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 부분을 통한 전류 흐름은 상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되고, 상기 제 2 부분을 통한 전류 흐름은 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되는 것인, 장치.
  21. 제 10 항에 있어서,
    상기 포지티브 전극은 제 1 에지 및 제 2 에지를 갖는 제 1 표면을 갖고; 상기 네거티브 전극은 제 3 에지 및 제 4 에지를 갖는 제 2 표면을 갖고; 상기 전극 어셈블리는 상기 포지티브 전극의 상기 제 1 표면을 가로질러 상기 제 1 에지로부터 상기 제 2 에지에 전기적으로 연결되는 포지티브 탭, 및 상기 제 2 표면을 가로질러 상기 제 3 에지로부터 상기 제 4 에지에 전기적으로 연결되는 네거티브 탭을 더 포함하며;
    상기 자기 보상 구조는, 상기 바디에 전기적으로 연결되고 상기 전극 어셈블리의 상기 포지티브 탭 위에 놓이는 제 1 보상 컨덕터, 및 상기 바디에 전기적으로 연결되고 상기 전극 어셈블리의 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 제 2 보상 컨덕터를 더 포함하는 것인, 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 포지티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 포지티브 탭 위에 놓이며, 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 네거티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 것인, 장치.
  23. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 및 상기 자기 보상 구조를 넣는 케이스를 더 포함하는, 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    스트립 형상을 가지며 상기 케이스의 표면을 따라 포지티브 단자까지 연장되는 포지티브 컨덕터, 및 스트립 형상을 가지며 상기 케이스의 표면을 따라 네거티브 단자까지 연장되는 네거티브 컨덕터를 더 포함하며, 상기 포지티브 컨덕터와 상기 네거티브 컨덕터 중 하나는 상기 포지티브 컨덕터와 상기 네거티브 컨덕터 중 다른 하나 위에 놓이는 것인, 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 포지티브 컨덕터는 상기 케이스의 표면과 상기 네거티브 컨덕터 사이에 있는 것인, 장치.
  26. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리를 넣는 케이스를 더 포함하고, 상기 자기 보상 구조는 상기 케이스의 바깥쪽에 있는 것인, 장치.
  27. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 적층 구성, 플리티드 구성 및 나선형 구성 중에서 하나를 갖는 것인, 장치.
  28. 제 10 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 및 상기 자기 보상 구조에 연결되는 무선 이동 통신 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  29. 전력을 제공하기 위한 장치에 있어서,
    포지티브 전극, 네거티브 전극, 상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 사이의 전해질층, 상기 포지티브 전극에 전기적으로 연결된 포지티브 탭, 및 상기 네거티브 전극에 전기적으로 연결된 네거티브 탭을 갖는 전극 어셈블리로서, 전류가 제 1 패턴으로 상기 포지티브 전극을 통해 흐르고, 상기 제 1 패턴과 정합되지 않는 제 2 패턴으로 상기 네거티브 전극을 통해 흐름으로써, 상기 전극 어셈블리의 섹션 내에서 비정합(unmatched) 전류를 야기하도록 구성되는 전극 어셈블리; 및
    상기 전극 어셈블리에 인접하는 자기 보상 구조로서, 전도성 물질의 바디, 상기 바디에 전기적으로 연결된 제 1 보상 컨덕터, 및 상기 바디에 전기적으로 연결된 제 2 보상 컨턱터를 포함하고, 상기 제 1 보상 컨덕터와 상기 제 2 보상 컨턱터 중 하나는 상기 포지티브 탭과 상기 네거티브 탭 중 하나에 전기적으로 연결되며, 상기 바디를 통해 흐르는 전류가 상기 전극 어셈블리의 상기 섹션 내에서의 상기 비정합 전류와 정합되도록 구성되는 자기 보상 구조
    를 포함하는, 전력을 제공하기 위한 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 층들로 구성되고, 상기 자기 보상 구조는 상기 전극 어셈블리의 외각층(outer layer)에 인접하는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 포지티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 포지티브 탭 위에 놓이며; 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 네거티브 탭과 동일한 크기 및 형상을 갖고, 완전히 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 내에서 흐르는 전류는 제 1 자기장을 생성하고, 상기 자기 보상 구조 내에서 흐르는 전류는 상기 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장을 생성하는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 포지티브 탭과 상기 포지티브 전극 간의 2차원 전도도의 비는 상기 자기 보상 구조의 상기 제 1 보상 컨덕터와 상기 바디 간의 2차원 전도도의 비와 실질적으로 같으며, 상기 네거티브 탭과 상기 네거티브 전극 간의 2차원 전도도의 비는 상기 제 2 보상 컨턱터와 상기 바디 간의 2차원 전도도의 비와 실질적으로 같은 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 포티지브 탭 위에 놓이고, 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 보상 컨덕터가 상기 포지티브 전극에 전기적으로 연결되거나, 또는 상기 제 2 보상 컨덕터가 상기 네거티브 전극에 전기적으로 연결되는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  36. 제 29 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 물질의 바디는 폴드 축을 따라 그 자체 상에서 접혀지는 시트를 포함하며, 이에 의해 상기 바디의 제 1 부분 및 제 2 부분을 정의하고, 상기 제 1 보상 컨덕터는 상기 제 1 부분에 연결되고, 상기 제 2 보상 컨덕터는 상기 제 2 부분에 연결되는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름의 상기 제 1 패턴과 정합되는 패턴으로 상기 제 1 부분을 통해 전류가 흐르고, 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름의 상기 제 2 패턴과 정합되는 다른 패턴으로 상기 제 2 부분을 통해 전류가 흐르는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 바디의 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 전기 절연 물질을 더 포함하는, 전력을 제공하기 위한 장치.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리는 롤 축 주위로 나선형으로 롤링되고, 상기 자기 보상 구조의 상기 폴드 축은 상기 롤 축과 평행한 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  40. 제 29 항에 있어서,
    상기 포지티브 전극은 제 1 에지 및 제 2 에지를 갖는 제 1 표면을 갖고; 상기 네거티브 전극은 제 3 에지 및 제 4 에지를 갖는 제 2 표면을 갖고; 상기 전극 어셈블리는 상기 포지티브 전극의 상기 제 1 표면을 가로질러 상기 제 1 에지로부터 상기 제 2 에지에 전기적으로 연결되는 포지티브 탭, 및 상기 제 2 표면을 가로질러 상기 제 3 에지로부터 상기 제 4 에지에 전기적으로 연결되는 네거티브 탭을 더 포함하며;
    상기 자기 보상 구조는, 상기 바디에 전기적으로 연결되고 완전히 상기 전극 어셈블리의 상기 포지티브 탭 위에 놓이는 제 1 보상 컨덕터, 및 상기 바디에 전기적으로 연결되고 완전히 상기 전극 어셈블리의 상기 네거티브 탭 위에 놓이는 제 2 보상 컨덕터를 더 포함하는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  41. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 및 상기 자기 보상 구조를 넣는 케이스를 더 포함하는, 전력을 제공하기 위한 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    스트립 형상을 가지며 상기 케이스의 표면을 따라 포지티브 단자까지 연장되는 포지티브 컨덕터, 및 스트립 형상을 가지며 상기 케이스의 표면을 따라 네거티브 단자까지 연장되는 네거티브 컨덕터를 더 포함하고, 상기 포지티브 컨덕터와 상기 네거티브 컨덕터 중 하나는 상기 포지티브 컨덕터와 상기 네거티브 컨덕터 중 다른 하나 위에 놓이는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  43. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리를 넣는 케이스를 더 포함하고, 상기 자기 보상 구조는 상기 케이스의 바깥쪽에 있는 것인, 전력을 제공하기 위한 장치.
  44. 제 29 항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 및 상기 자기 보상 구조에 연결되는 무선 이동 통신 디바이스를 더 포함하는, 전력을 제공하기 위한 장치.
  45. 포지티브 전극, 네거티브 전극, 및 상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 사이의 전해질층을 갖는 전극 어셈블리를 포함하는 장치로부터 자기 노이즈를 완화시키기 위한 방법에 있어서, 상기 포지티브 전극 내에서의 전류 흐름은 상기 네거티브 전극 내에서의 전류 흐름과 정합되지 않으며, 이에 의해 제 1 자기장을 생성하고, 상기 방법은,
    상기 포지티브 전극과 상기 네거티브 전극 중 하나에 전기적으로 연결되는 자기 보상 구조를 제공하는 단계; 및
    상기 제 1 자기장과 반대의 제 2 자기장을 생성하기 위해, 상기 전극 어셈블리로부터 상기 자기 보상 구조를 통해 전류를 전달(convey)하는 단계;
    를 포함하는, 장치로부터 자기 노이즈를 완화시키기 위한 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 전류를 전달하는 단계는, 상기 자기 보상 구조 내에서, 상기 전극 어셈블리 내에서의 비정합 전류의 패턴과 정합되는 전류 패턴을 생성하는 것인, 장치로부터 자기 노이즈를 완화시키기 위한 방법.
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