KR20160007498A - 수퍼커패시터 구조물 - Google Patents

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KR20160007498A
KR20160007498A KR1020157029194A KR20157029194A KR20160007498A KR 20160007498 A KR20160007498 A KR 20160007498A KR 1020157029194 A KR1020157029194 A KR 1020157029194A KR 20157029194 A KR20157029194 A KR 20157029194A KR 20160007498 A KR20160007498 A KR 20160007498A
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쉬리팔 수디르 메타
안소니 수다노
데이브 리치
레나토 프리엘로
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더 페이퍼 배터리 컴퍼니 인코포레이티드
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Abstract

예를 들어, 수퍼커패시터의 하나 이상의 층과; 하나 이상의 접촉 탭을 포함하는 수퍼커패시터 구조물이 제공된다. 상기 하나 이상의 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다중-접촉 탭을 포함한다. 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해진다. 공유된 C-형상의 전류 콜렉터를 갖는 하나의 수퍼커패시터 구조물과, 스택된 수퍼커패시터를 갖는 다른 수퍼커패시터 구조물을 포함하는 여러 수퍼커패시터 구조물이 제공된다. 하나 이상의 추가적인 다중-접촉 탭이 또한 상기 수퍼커패시터 구조물(들)로부터 연장하고 상기 다중-접촉 탭과 동일하거나 이와 상이한 커패시터 전압을 분배할 수 있다.

Description

수퍼커패시터 구조물{SUPERCAPACITOR STRUCTURES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 병합된 2013년 3월 15일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/801,206의 우선권을 주장한다. 나아가, 본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 병합된 발명의 명칭이 "Bendable Cell"인 미국 가특허 출원 번호 61/884,338과 공동 출원된(co-filed) 것이다. 나아가, 본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 병합된, 2013년 8월 20일에 등록된 미국 특허 번호 8,514,548 B2와 2012년 3월 9일에 출원된 미국 특허 출원 번호 13/417,199에 관한 것이다.
기술 분야
본 발명은 수퍼커패시터(supercapacitor)를 포함하는 에너지 저장 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수퍼커패시터의 하나 이상의 층을 갖는 개선된 수퍼커패시터 구조물과, 이 수퍼커패시터 구조물(들)과 전기적으로 접촉하는 접촉 또는 분배 탭(contact or distribution tab)의 여러 구성에 관한 것이다.
스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 미디어 플레이어 등과 같은 모바일 소비자 전자 디바이스는, 예를 들어, 디스플레이, 무선 트랜시버, 프로세서, 및 카메라 플래쉬 디바이스 등과 같은 많은 에너지를 소비하는 부품(component)과 서브시스템(subsystem)을 구비할 수 있다. 각 부품 또는 서브시스템은, 예를 들어, 전압, 전류, 및 전력에 대한 상이한 동작 요구조건을 포함하는 상이한 전기적 요구조건을 구비할 수 있다. 원하는 형상 팩터(form factor)와 비용 내에서 이들 가변 요구조건을 충족하는 것은 상당한 설계 문제를 야기할 수 있다.
일 측면에서, 수퍼커패시터의 하나 이상의 층을 포함하는 수퍼커패시터 구조물; 및 하나 이상의 접촉 탭을 포함하는 디바이스를 포함하는 디바이스로서, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다중-접촉 탭을 포함하고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해지는, 상기 디바이스를 제공하는 것에 의해 종래 기술의 단점이 극복되고 추가적인 잇점이 제공된다.
다른 측면에서, 전자 구조물(electronic structure); 및 수퍼커패시터 구조물을 포함하는 디바이스가 제공된다. 상기 수퍼커패시터 구조물은 수퍼커패시터의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 전자 구조물의 적어도 일부 위에 놓여 상기 전자 구조물의 전자기 차폐(electromagnetic shielding)를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진 시트(sheet) 구조물을 포함한다.
추가적인 특징과 잇점은 본 발명의 기술을 통해 실현된다. 본 발명의 다른 실시예와 측면은 본 명세서에 상세히 설명되고 본 발명의 일부로 고려된다.
본 발명의 하나 이상의 측면은 예로서 본 명세서의 종결부에 청구항에 구체적으로 지적되고 구별되어 청구된다. 본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 잇점은 첨부 도면과 함께 이하 상세한 설명으로부터 명백할 것이다:
도 1a는, 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 다중-접촉 탭을 포함하는, 연장하는 하나 이상의 접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 (assembly) 또는 디바이스의 일 실시예를 도시하는 도면;
도 1b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 도 1a의 전자 조립체 또는 디바이스의 보다 상세한 실시예의 블록도;
도 1c는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 라인 1C-1C를 따라 절단된 도 1a의 수퍼커패시터 구조물의 일 실시예의 부분 측단면도;
도 1d는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 전자 조립체의 하나 이상의 부품에 전력을 공급하는 배터리 주위를 적어도 부분적으로 랩핑(wrapping)하는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 1e는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 회로 기판 조립체 주위를 적어도 부분적으로 랩핑하는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 도 1d의 전자 조립체 또는 디바이스의 대안적인 실시예를 도시하는 도면;
도 2a는, 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 다중-접촉 탭을 포함하는, 연장하는 하나 이상의 접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 2b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 라인 2B-2B를 따라 절단된 도 2a의 수퍼커패시터 구조물의 일 실시예의 부분 측단면도;
도 3a는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 연장하는 다수의 다중-접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 추가적인 실시예를 도시하는 도면;
도 3b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 회로 기판 조립체의 상이한 구역을 위에 놓인 수퍼커패시터 구조물과 다중-접촉 탭을 도시하는 라인 3B-3B를 따라 절단된 도 3a의 전자 조립체의 부분 측단면도;
도 3c는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 라인 3C 내 구역의 일 실시예를 도시하는 도 3a의 전자 조립체의 평면도;
도 4는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 인접한 또는 연관된 회로 기판 조립체 위에 놓이도록 구성되고 사이즈 정해지는 다중-접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 일 실시예의 평면도;
도 5a는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 하나 이상의 회로 기판 조립체로부터 수퍼커패시터 구조물로 전기적 연결을 제공하는 하나 이상의 접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 다른 실시예의 평면도;
도 5b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 하나 이상의 회로 기판 조립체의 상이한 구역과 전기적으로 접촉하거나 이 상이한 구역으로 연장하는 하나 이상의 접촉 탭을 도시하는 라인 5B-5B를 따라 절단된 도 5a의 전자 조립체의 부분 측단면도;
도 5c는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 하나 이상의 회로 기판 조립체로부터 수퍼커패시터 구조물로 전기적 연결을 제공하는 하나 이상의 접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 대안적인 실시예를 도시하는 도면;
도 6a는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 회로 기판 조립체 위에 존재하는 수퍼커패시터 구조물을 구비하고 이 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하도록 연장하는 다중-접촉 탭을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 추가적인 실시예의 평면도;
도 6b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 라인 6B-6B를 따라 절단된 도 6a의 디바이스의 부분 측단면도;
도 7A는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 하나 이상의 접촉 탭을 갖는 수퍼커패시터 구조물을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스의 다른 실시예를 도시하는 도면; 및
도 7b는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 다수의 수퍼커패시터 서브조립체를 도시하는 도 7a의 전자 조립체의 일 실시예의 내부를 도시하는 도면.
본 발명의 측면과 특정 특징, 잇점, 및 상세는, 첨부 도면에 도시된 비-제한적인 예를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다. 잘 알려진 물질, 제조 도구, 처리 기술 등에 대한 설명은, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 생략되었다. 그러나, 본 발명의 측면을 나타내지만 상세한 설명과 특정 예는 단지 예시를 위하여 주어진 것일 뿐이므로, 발명을 제한하는 것으로 의도된 것이 전혀 아닌 것으로 이해된다. 본 발명의 기초가 되는 개념의 사상 및/또는 범위 내에 있는 여러 대체, 변형, 추가 및/또는 배열은 본 명세서로부터 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
하나 이상의 수퍼커패시터(들)를 각각 구비하는 여러 수퍼커패시터 구조물을 포함하는 전자 조립체 또는 디바이스가 본 명세서에 개시된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "수퍼커패시터"는, 예를 들어, 전극들 사이에 배치된 전해질을 포함하는 전기 화학 커패시터를 포함하고, 하이브리드 수퍼커패시터 구성으로, 예를 들어, 배터리와 같은 구조물과 통합될 수 있다. "전해질"은, 전기가 통할 수 있는 물질, 통상적으로 액체이다. 수퍼커패시터의 일례는, 전도성 전극의 표면과 전해질 사이의 인터페이스에 있는, 예를 들어, 이중 이온층(double layer of ions)에서, 예를 들어, 전하를 분리하는 것에 의해 전기적 에너지를 저장하는 전기 화학 이중층 커패시터(electrochemical double layer capacitor: EDLC)이다. 수퍼커패시터에 대한 다른 용어는 울트라(ultra)-커패시터이다. 일 실시예에서, 수퍼커패시터는 제1 전류 콜렉터(current collector), 제1 전극, 세퍼레이터, 제2 전극, 및 제2 전류 콜렉터를 상기 전극들 사이에 배치된 전해질과 함께 포함하는 스택된 구조물일 수 있다. 다른 예에서, 수퍼커패시터는 비대칭이거나 또는 하이브리드 수퍼커패시터이고, 하나 이상의 배터리-유형 전극과 하나 이상의 커패시터-유형 전극을 구비할 수 있다. 이러한 예에서, 수퍼커패시터는 패러데이 충전(faradaic charging)을 지원하는 하나 이상의 전극과, 용량성 충전을 지원하는 하나 이상의 전극을 구비할 수 있다.
나아가, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 에너지 저장 디바이스는 수퍼커패시터, 커패시터, 배터리, 연료 전지, 또는 전기 에너지를 저장할 수 있는 임의의 다른 디바이스 또는 구조물일 수 있다. 에너지 저장 디바이스의 에너지 밀도 (또는 특정 에너지)는 디바이스의 단위 질량당 저장된 에너지의 양으로 정의되는 반면, 전력 밀도는 디바이스로 또는 디바이스로부터 에너지를 전달할 수 있는 (단위 질량당) 비율로 정의된다. 일례로서, 활성 탄소 수퍼커패시터는, 종래의 리튬-이온 재충전가능한 배터리의 전력 밀도의, 예를 들어, 10-100배를 구비하면서, 종래의 리튬-이온 재충전가능한 배터리의 에너지 밀도의, 예를 들어, 1/10을 구비할 수 있다.
일반적으로 말하면, 일 측면에서, 수퍼커패시터 구조물과, 하나 이상의 접촉 탭을 포함하는 개선된 전자 조립체 또는 디바이스가 본 명세서에 제공된다. 상기 수퍼커패시터 구조물은 수퍼커패시터의 하나 이상의 층, 및 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하는 하나 이상의 전기 전도성 접촉 탭을 포함한다. 상기 하나 이상의 접촉 탭은 적어도 하나의 다중-접촉 탭을 포함한다. 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해진다. 일 특정 실시예에서, 상기 다중-접촉 탭은, 예를 들어, 하나 이상의 회로 기판 조립체의 다수의 부품 위에 놓이도록 (또는 아래에 놓이도록) 설계된 시트(sheet) 또는 필름(film) 탭이다.
일 실시예에서, 상기 전자 조립체 또는 디바이스는 회로 기판 조립체와 연관되고(또는 이 조립체를 포함하고), 상기 다중-접촉 탭은 상기 회로 기판 조립체의 적어도 일부 위에 존재하여, 이 회로 기판 조립체의 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진다. 이 실시예에서, 상기 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 회로 기판 조립체에 장착된 하나 이상의 부품과 같은 회로 기판 조립체와, 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 회로 기판 조립체는 주 표면적(main surface area)을 가지는 하나 이상의 부품을 포함할 수 있고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 하나 이상의 부품의 주 표면적만큼 적어도 큰 표면적을 갖는 필름 탭을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 회로 기판 조립체에 장착된 하나 이상의 다른 부품 위를 포함하여 상기 회로 기판 조립체의 다른 부분 위에 배치되어, 상기 하나 이상의 다른 부품의 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공할 수 있다. 일 특정 구현에서, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 주 표면의 표면적을 초과하는 표면적을 갖는 필름 또는 시트 탭이다.
다른 실시예에서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 배터리의 주 표면의 적어도 일부 위에 존재하여 상기 배터리의 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진다. 예로서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 배터리의 대향하는 주 표면 주위를 랩핑하고 이 주위를 적어도 부분적으로 커버하여 상기 배터리의 전자기 간섭 차폐를 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진 유연한 시트(flexible sheet)를 포함할 수 있다.
추가적인 예로서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터와 같은 공유된 C-형상의 전류 콜렉터를 포함할 수 있고, 상기 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터는 각각 상기 공유된 C-형상의 전류 콜렉터를 포함하거나 사용할 수 있다. 일 구현에서, 상기 공유된 C-형상의 전류 콜렉터는 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터는 상기 수퍼커패시터 구조물의 공유된 C-형상의 전류 콜렉터 내에 존재할 수 있다. 일 구현에서, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 공유된 C-형상의 전류 콜렉터와 전기적으로 접촉하고 이 전류 콜렉터로부터 외부쪽으로 연장할 수 있다. 다른 구현에서에서, 상기 제1 수퍼커패시터는 다른 전류 콜렉터를 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다른 다중-접촉 탭을 포함할 수 있다. 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가져서 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 더 제공하도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 다른 전류 콜렉터에 전기적으로 접촉할 수 있다. 이 실시예에서, 상기 다중-접촉 탭은 제1 전압을 분배할 수 있고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 제2 전압을 분배할 수 있고, 상기 제1 전압과 제2 전압은 상기 수퍼커패시터 구조물로부터 제공되거나 분배된 상이한 전압이다. 일 구현에서, 상기 다중-접촉 탭은 연관된 회로 기판 조립체의 대다수에 그 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 다중-접촉 탭은 상기 회로 기판 조립체 내에 연장되거나, 또는 하나의 또는 다른 주 표면에서 상기 회로 기판 조립체 위에 놓일 수 있다.
일 구현에서, 상기 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 스택으로 배치된 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함할 수 있다. 상기 제1 수퍼커패시터는 공유된 전류 콜렉터와 음(negative)의 전류 콜렉터를 포함할 수 있고, 상기 제2 수퍼커패시터는 상기 공유된 전류 콜렉터와, 양(positive)의 전류 콜렉터를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 상기 공유된 전류 콜렉터는 상기 음의 전류 콜렉터와 양의 전류 콜렉터 사이에 존재할 수 있고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 스택에서 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터의 상기 공유된 전류 콜렉터와 전기적으로 접촉할 수 있다. 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다른 다중-접촉 탭을 더 포함할 수 있다. 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가져서 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 음의 전류 콜렉터 또는 상기 양의 전류 콜렉터 중 하나와 전기적으로 접촉할 수 있다. 예로서, 상기 다중-접촉 탭과 상기 다른 다중-접촉 탭은 수퍼커패시터 구조물의 동일한 측면으로부터, 또는, 예를 들어, 상기 수퍼커패시터 구조물의 대향하는 측면으로부터 연장될 수 있다.
상기 구조물의 일 구현에서, 상기 다중-접촉 탭은 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제1 부분을 커버하도록 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제1 부분과 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공하고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제2 부분을 커버하도록 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다른 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제2 부분과 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공한다. 일 예에서, 상기 다중-접촉 탭은 제1 회로 기판 조립체 위에 존재할 수 있고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 제2 회로 기판 조립체 위에 존재할 수 있다. 나아가, 상기 다중-접촉 탭은 제1 전압을 분배하도록 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제2 다중-접촉 탭은 제2 전압을 분배하도록 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 상이한 전압이다.
추가적인 구현에서, 상기 수퍼커패시터 구조물의 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함할 수 있고, 여기서 상기 제1 수퍼커패시터는 상기 수퍼커패시터 구조물에서 제2 수퍼커패시터로부터 전기적으로 절연되고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 제1 수퍼커패시터와 전기적으로 접촉한다. 이 실시예에서, 상기 다중-접촉 탭은 제1 접촉 탭일 수 있고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 제2 접촉 탭을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된다. 일 실시예에서, 상기 제1 접촉 탭은 제1 전압을 분배하도록 상기 제1 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉 탭은 제2 전압을 분배하도록 상기 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전압과 제2 전압은 상이한 전압이다. 일 구현에서, 상기 제1 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 제1 접촉 탭은 제1 저항 커패시턴스(resistance capacitance: RC) 시상수를 구비하고, 상기 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 제2 접촉 탭은 제2 RC 시상수(time constant)를 구비하며, 여기서 상기 제1 RC 시상수와 상기 제2 RC 시상수는 수퍼커패시터 전압을 하나 이상의 부품 또는 하나 이상의 연관된 회로 기판 조립체로 분배하는 원하는 분배 특성에 따라 상이한 RC 시상수이다(예를 들어, 상이한 시상수이도록 맞춰진다).
또 다른 구현에서, 배터리, 회로 기판 조립체 등과 같은 전자 구조물, 및 수퍼커패시터 구조물을 포함하는 전자 조립체 또는 디바이스가 제공된다. 상기 수퍼커패시터 구조물은 수퍼커패시터의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 전자 구조물의 적어도 일부 위에 놓여 상기 전자 구조물의 전자기 차폐를 적어도 부분적으로 제공하도록 제조되고 사이즈 정해진 시트 구조물을 포함한다(또는 이 시트 구조물로 구성된다). 일 구현에서, 상기 시트 구조물은, 예를 들어, 전자 부품 주위를 랩핑하는 것에 의해 이 전자 부품의 대향하는 표면 위에 적어도 부분적으로 놓이도록 구성되고 사이즈 정해진 유연한 시트 구조물이다. 이 구현에서, 하나 이상의 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물의 일부이거나 또는 대안적으로 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 상기 유연한 시트 구조물의 적어도 하나의 에지(edge)로부터 외부로 연장할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다중-접촉 탭을 포함할 수 있고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가져서 하나 이상의 부품 또는 하나 이상의 회로 기판 조립체에 다수의 전기적 연결을 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진다.
아래에서는 여러 도면에 걸쳐 사용된 동일한 참조 부호는 동일한 또는 유사한 부품을 나타내는 도면을 참조하며, 이 도면은 이해를 용이하게 하기 위해 축척에 맞게 그려진 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라 전자 조립체 또는 디바이스(100)의 일 실시예를 도시한다. 예로서, 디바이스(100)는 모바일 폰, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 미디어 플레이어, 디지털 카메라 등과 같은 모바일 소비자 전자 디바이스의 일부를 포함할 수 있다. 이 예에서, 디바이스(100)는 수퍼커패시터의 하나 이상의 층과 같은 하나 이상의 수퍼커패시터를 포함하는 수퍼커패시터 구조물(110)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 하나 이상의 접촉 탭(120)은 수퍼커패시터 구조물(110)과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하고, 수퍼커패시터 구조물(110)의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치(123)를 가져서, 회로 기판 조립체(130)와 수퍼커패시터 구조물(110) 사이에, 예를 들어, 다수의 전기적 또는 기계적인 연결을 개별적으로 또는 조합으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진, 예를 들어, 하나 이상의 다중-접촉 탭(122)을 포함할 수 있다. 접촉 탭(120)은 (알루미늄 또는 구리를 포함하는) 하나 이상의 금속 또는 흑연과 같은 전도성 물질로 제조된, 예를 들어, 호일(foil), 물질 시트, 단일 와이어, 트위스티드 와이어 쌍(twisted pairs of wires), 또는 동축 케이블일 수 있다. 일 예에서, 다중-접촉 탭(122)은 금속 필름, 시트, 호일 등일 수 있고, 다수의 접촉 위치(123)가 노출되어 있는 절연체 물질로 부분적으로 코팅될 수 있다. 다른 예에서, 다중-접촉 탭(122)은 전도성 물질의 하나 이상의 층, 및 비-전도성 물질의 하나 이상의 층을 포함하는 물질의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 접촉 위치(123)는, 다중-접촉 탭(122)을 회로 기판 조립체(130)에 연결하는데 사용되는 기술에 따라 임의의 원하는 연결 인터페이스, 예를 들어, 솔더 범프(solder bump), 전도성 패드, 관통홀 접촉(through-hole contact), 리드(lead), 접착제, 또는 다른 전기적 또는 기계적인 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 솔더 범프는 표면 연결 또는 장착을 제공하는데 사용될 수 있고, 관통홀 또는 포스트(post)는 하나 이상의 다른 구현에서 전기적 연결을 제공하는데 사용될 수 있다. 일 예에서, 접촉 위치(123)는, 예를 들어, 양면 플립 칩 패키지(doubled-sided flip chip package)일 수 있는 하나 이상의 부품(140)에 직접 연결될 수 있는 반면, 다른 예에서, 접촉 위치(123)는 수퍼커패시터 구조물에 전기적으로 연결되기 위해 부품(140)에 가까운 위치에서 회로 기판 조립체(130)에 연결될 수 있다.
회로 기판 조립체(130)는, 예를 들어, 모바일 전자 디바이스의 하나 이상의 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있고, 접지 평면(plane)과 신호 평면, 트랙(track), 전도성 트레이스, 패드, 비아 등과 같은 전도성 평면을 포함하는 다수의 층과 전도성 특징을 구비할 수 있고, 예를 들어, 볼 그리드 어레이(ball grid array: BGA) 패키징을 사용하여 장착되거나 또는 예를 들어 포스트를 사용하여 관통-장착된 표면일 수 있는, 무선 트랜시버, 프로세서, 메모리, 카메라 디바이스 등과 같은, 여러 상이한 유형의 부품(140)을 포함할 수 있다. 다중-접촉 탭(122)의 접촉 위치(123)는 부품(140)을 포함하는 회로 기판 조립체(130)의 선택된 부분에 전기적 접촉을 제공하도록 설계될 수 있다. 폴리머, 플라스틱, 유리, 세라믹, 자기 제품(porcelain), 고무 등의 물질과 같은 절연체 물질(미도시)이 접촉 탭(120)의 일부를 커버하여 특정 구역에 전기적인 연결을 제한하는 것에 의해 다른 하부 부품으로부터 전기적으로 절연을 유지하면서도, 예를 들어, 다중-접촉 탭(122)이 회로 기판 조립체(130) 위에 있거나 이 조립체를 커버하는 것에 의해 (예를 들어) 부품(140)을 포함하는 회로 기판 조립체(130)와 선택적으로 전기적으로 접촉을 제공할 수 있다. 일 예에서, 도시된 바와 같이, 수퍼커패시터 구조물(110)은 회로 기판 조립체(130)에 인접하여 위치될 수 있고, 다른 예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 회로 기판 조립체(130) 위에, 아래에, 또는 내에 위치될 수 있다.
도 1b는, 수퍼커패시터(110), 배터리(150), 회로 기판 조립체(130) 및 하나 이상의 부품(140) 사이에 전력 경로를 제어하거나 조절하거나 및/또는 균형잡는 에너지 제어기(160)를 도시하는, 도 1a의 디바이스(100)의 보다 상세한 실시예의 블록도이다. 에너지 제어기(160)는, 다수의 입력 및 출력을 통해, 배터리(150), 수퍼커패시터 구조물(110), (다중-접촉 탭(122)을 포함하는) 접촉 탭(120), 회로 기판 조립체(130), 및 부품(140)에 전기적으로 연결될 수 있고, (다수의 입력 및 출력을 사용하여) (예를 들어) 다수의 접촉 탭(120)을 통해 회로 기판 조립체(130) 및/또는 부품(140)에 어느 에너지 저장 디바이스, 예를 들어, 수퍼커패시터(110) 또는 배터리(150)를 연결할지를 제어하고 스위칭할 수 있는, 예를 들어, 프로그래밍가능한 디지털 로직을 포함하는 전자 회로를 포함할 수 있다. 이 제어 및 스위칭은 디바이스의 부품으로부터의 에너지 수요에 응답할 수 있다. 나아가, 에너지 제어기(160)는 배터리(150)에 의한 수퍼커패시터 구조물(110)의 재충전을 포함하는 에너지 저장 디바이스의 충전을 제어할 수 있다.
일 예에서, 에너지 제어기(160)는 하나의 부품(140)이 동작 모드에 따라 대안적으로 수퍼커패시터(110) 또는 배터리(150)에 연결되도록 할 수 있다. 예를 들어, 에너지 제어기(160)는, 예를 들어, 데이터를 (예를 들어 2 내지 4 밀리초의 지속시간 동안 1.2 내지 2.0 암페어의 스파이크된 전류를 요구할 수 있는) 모바일 통신 네트워크에 송신하는 동안 간헐적인 높은 전력 스파이크 요구조건에 응답하여 무선 트랜시버를 수퍼커패시터 구조물(110)에 연결하도록 프로그래밍될 수 있다. 나아가, 에너지 제어기(160)는, 예를 들어, (예를 들어, 40 밀리초 이상의 지속시간 동안 0.1 내지 0.2 암페어의 전류를 요구할 수 있는) 무선 트랜시버의 대기 모드 동안 서스테인된 전력 요구조건에 응답하여 무선 트랜시버를 배터리(150)에 연결하도록 더 구성되거나 프로그래밍될 수 있다. 다른 예로서, 에너지 제어기(160)는 과도 에너지 버스트(transient burst of energy)를 검출할 수 있고, 에너지를 수퍼커패시터 구조물(110)에 저장할 수 있다. 배터리(150)와 수퍼커패시터 구조물(110)에의 액세스를 조절하는 것에 의해, 에너지 제어기(160)는 에너지 요구조건으로부터 전력 요구조건을 분리시키고, 에너지 낭비를 감소시켜, 연관된 휴대용 전자 디바이스의 배터리 수명을 최적화시킨다.
부품(들)(140)은 상이한 에너지 저장 디바이스와 함께 최상으로 충족될 수 있는 전압, 전류, 전력, 에너지, 및 전력 공급 저항 커패시턴스(RC) 시상수에 대한 상이한 동작 요구조건을 포함하는 상이한 전기 특성을 구비할 수 있다. (소비자 전자 디바이스와 같은) 디바이스(100)의 정상 동작에서, 프로세서, 메모리, 디스플레이 스크린 등과 같은 특정 부품(140)은, 전력을 지속적으로 소비할 수 있는 반면, 무선 트랜시버, 또는 카메라 플래쉬와 같은 다른 부품(140)은, 짧은 지속시간 동안 고 전력을 간헐적으로 소비할 수 있다. 이러한 경우에, 리튬-이온 재충전가능한 배터리와 같은 배터리(150)와, 본 명세서에 개시된 바와 같은 수퍼커패시터 구조물(110)의 조합을 사용하면, 디바이스(100) 내에 에너지 사용을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 배터리(150)는 수퍼커패시터보다 더 높은 에너지 밀도를 구비할 수 있고, 전력을 지속적으로 소비하는 부품(140)에 에너지를 제공할 수 있고, 하나 이상의 수퍼커패시터는 배터리(150)보다 더 높은 전력 밀도를 구비할 수 있고, 상대적으로 고 전력을 간헐적으로 소비할 수 있는 부품(140)에 더 순간적인 에너지를 제공할 수 있다. 일 구성에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 또한 배터리(150)에 의해 연속적으로 충전 또는 재충전될 수 있어, 수퍼커패시터 에너지가 요구될 때 이용가능하게 할 수 있다. 수퍼커패시터와 전통적인 배터리(150)와 같은 에너지 저장 디바이스의 조합을 사용하는 것에 의해, 시스템 내 에너지 사용의 전체적인 효율이 개선되어, 소비자 전자 디바이스(100)의 배터리 수명과 성능을 개선시킬 수 있다.
또 다른 측면에서, 전자기 간섭이 본 명세서에 개시된 다중-접촉 탭(들)(122)과 수퍼커패시터 구조물(들)(110)에 의해 억압(suppressed)될 수 있다. 무선-주파수 간섭(radio-frequency interference: RFI)과 같은 전자기 간섭(electromagnetic interference: EMI)이 디바이스(100) 내에서 내부적으로 유래하거나 외부적으로 유래할 수 있다. EMI는, 억압되지 않고 남아 있을 때, 부품(140)과 회로 기판 조립체(130)를 포함하는 디바이스(100)의 성능에 영향을 미칠 수 있는 교란이다. 일례로서, EMI는 스마트 폰에서 오디오 회로의 기능과 간섭하여, 오디오 신호의 품질을 저하시킬 수 있다. EMI를 개시할 수 있는 공통 외부 소스는 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 코드 없는 전화, 마이크로파 오븐 등을 포함하고, 내부적으로 유래하는 EMI는, 예를 들어, 셀폰 타워(cell phone tower)와 통신하는, 예를 들어, 모바일 무선 서브시스템에서 유래할 수 있다. 유리하게는, 본 명세서에 개시된 다중-접촉 탭(122)은, EMI가, 예를 들어, 전자 부품(140) 및/또는 회로 기판 조립체(130)에 도달하는 것을 억압하도록 사이즈 정해지고 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 다중-접촉 탭(122)은 전자기 복사선에 대해 장벽 차폐로 작용하는 임의의 적절한 두께의 금속 시트 또는 필름을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다중-접촉 탭(122)은, EMI를 더 억압하는 경향이 있는 물질 특성을 갖는, 전도성 또는 절연성 물질을 포함하는, 하나 이상의 추가적인 물질 층 또는 필름을 포함할 수 있고, 또는 열 발산을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나 이상의 측면에 따라, 다중-접촉 탭(122)은 다수의 전자 디바이스와 수퍼커패시터 구조물(110) 사이에 전기적 접촉을 유리하게 제공할 수 있고, 동시에, EMI가, 예를 들어, 다수의 전자 부품(140) 및/또는 회로 기판 조립체(130)에 도달하는 것을 억압할 수 있다. 유사하게, 수퍼커패시터 구조물(110)은 하나 이상의 부품(140) 및/또는 회로 기판 조립체(130)의 하나 이상의 구역 위에 더 배치될 수 있고, 이는 EMI가 회로 기판 조립체(130)의 부품 또는 구역에 도달하는 것을 더 차단할 수 있다. 일 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 수퍼커패시터의 층, 예를 들어, 반전된 바이폴러 수퍼커패시터의 층(도 1c) 또는 바이폴러 수퍼커패시터의 스택된 층(도 2b)을 포함할 수 있고, 이는 전도성 물질, 예를 들어, 호일과 같은 금속으로 만들어진 전류 콜렉터를 포함할 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 수퍼커패시터 구조물(110)은, 3개 또는 4개의 금속 호일 층과 같은 3개 또는 4개의 전도성 물질 층을 구비할 수 있고, 이에 의해 분리 또는 바이패스 커패시터에 대한 요구 없이 EMI 차폐를 제공할 수 있다.
일 예에서, 저항성 및 집중(lumped) 용량성 요소(미도시)는 수퍼커패시터 구조물(110) 내부에 포함되어, 예를 들어, 고 주파수에서, (전류 펄스의 고조파 크기를 포함하는) 내부적으로 생성된 장(field)의 흡수를 개선시킬 수 있다. 추가적인 예에서, 저 손실, 고 주파수, 용량성 요소(미도시)의 어레이는 수퍼커패시터 구조물(110)의 주변 내에 포함될 수 있고, 고 주파수에서 도파로-미만-차단(waveguide-below-cutoff) 구조물로 사용될 수 있고, 또는 고 주파수 에너지는 외부 회로로 바이패스될 수 있다. 유리하게는, 이러한 설계는, 전류를 한정하고 EMI의 전파를 제어하는 것에 의해 수퍼커패시터 구조물(110)의 바람직하지 않은 안테나-같은 거동을 억압할 수 있다.
다른 예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 자기적 및/또는 열적 차폐(magnetic and/or thermal shielding)를 개선시키도록 선택된 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수퍼커패시터 구조물(110)은 자기 투자율(magnetic permeability)을 위해 선택된 뮤-금속(Mu-metal)과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 EMI 또는 RFI를 흡수하도록 설계된 전해질 물질을 포함할 수 있다. 추가적인 예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 EMI 및/또는 열적 차폐로 작용할 수 있는 적절한 절연체 물질로 만들어진 보호 파우치(protective pouch)(미도시)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 1c는 도 1a의 수퍼커패시터 구조물(110)의 일 실시예의 부분 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물(110)은 수퍼커패시터(118, 119)의 하나 이상의 층을 포함한다. 하나의 수퍼커패시터(118, 119)는, 예를 들어, 세퍼레이터(113)에 의해 분리된 2개의 전극(112)을 포함할 수 있고, 상기 2개의 전극들은 이 2개의 전극들 사이에 위치된 전해질(114)의 이온에 의해 전기적으로 연결된다. 전극(112)은 큰 비표면적(specific surface area)(예를 들어, 활성 탄소, 비정질 탄소, 탄소 에어로겔, 그래핀, 또는 탄소 나노튜브와 같은), 예를 들어, 마이크로-다공성으로 인해 그램당 500-1000 제곱 미터의 비표면적을 구비할 수 있는 다공성 또는 해면질(spongy) 물질로 제조될 수 있는 반면, 전해질(114)은 수산화칼륨(potassium hydroxide)(KOH)과 같은 용해된 화학종을 갖는 용매를 포함할 수 있다. 수퍼커패시터(118, 119)의 전극(112)은 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 구리와 같은 전도성 물질을 포함할 수 있는 하나 이상의 전류 콜렉터(들)(115)에 연결될 수 있다. 전류 콜렉터(들)(115)는 수퍼커패시터(118, 119)의 양으로 충전된 애노드 또는 음으로 충전된 캐소드와 같은 단자로 작용할 수 있다.
예로서 도시된 바와 같이, 반전된 바이폴러 구성에서, (제1 수퍼커패시터(118) 및 제2 수퍼커패시터(119)와 같은) 2개의 수퍼커패시터는 직렬로 결합되고, 유전체 밀봉기(dielectric sealer)(117)에 의해 분리된다. 이들 수퍼커패시터는 수퍼커패시터 구조물(110) 내에, 예를 들어, 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터(116)를 공유할 수 있다. 유리하게는, 반전된 바이폴러 구성에서, 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터(116)는 제1 수퍼커패시터(118)와 제2 수퍼커패시터(119) 주위를 랩핑하고, 수퍼커패시터(118, 119)를 적어도 부분적으로 둘러싸기 때문에 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터(116)는 반전된 바이폴러 구성을 통해 수퍼커패시터(118, 119)의 표면 위 어디엔가로부터 액세스될 수 있다. 이러한 반전된 바이폴러 구성에서, 접촉 탭(120)은 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터(116)에 연결되거나 또는 수퍼커패시터(118, 119) 내에 위치된 전류 콜렉터(115)에 연결되어, 수퍼커패시터 구조물(110)로부터 상이한 전압 레벨에 (예를 들어) 액세스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 각 수퍼커패시터(118, 119)가 2.7 볼트(V)의 전압 용량을 가지고 있고, 다중-접촉 탭(122')이 접지에 연결된 경우, 바이폴러 C-형상의 전류 콜렉터(116)는 단일 수퍼커패시터(119)와 직렬로 연결되기 때문에 2.7 V를 전달할 수 있는 반면, 다중-접촉 탭(122)은 두 수퍼커패시터(118, 119)와 직렬로 연결되기 때문에 5.4 V를 전달할 수 있다.
도 1d는, 배터리(150) 주위를 랩핑하는 수퍼커패시터 구조물(110')을 포함할 수 있는 전자 조립체 또는 디바이스(100')의 또 다른 실시예의 분해도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 수퍼커패시터 구조물(110')은, 배터리(150) 주위를 랩핑하여 배터리(150)의 EMI 차폐를 제공하도록 접히거나 힌지 결합될 수 있다. 이 실시예에서, 하나 이상의 다중-접촉 탭(122')은 수퍼커패시터 구조물(110')의 하나 이상의 에지로부터 연장할 수 있다. 하나의 다중-접촉 탭(122') 위에 접촉 위치(123')가 도시된다. 이들 접촉 위치(123')는, 수퍼커패시터 구조물(110')을, 예를 들어, 스마트 폰의 주 처리 기판일 수 있는 회로 기판 조립체(130') 위 다수의 위치로 전기적 연결을 제공하도록 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 2개의 다중-접촉 탭은 회로 기판 조립체(130') 위로 접히거나 둘러싸서, (예를 들어, 두 개의 주 측면 위) 접촉 위치(123')와 회로 기판 조립체(130') 사이에 전기적 연결을 제공하고, 회로 기판 조립체에 장착된 하나 이상의 부품(140') 뿐만 아니라 회로 기판 조립체(130')의 EMI 차폐를 제공하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 수퍼커패시터 구조물(110')은 하나 이상의 부품(140') 또는 배터리(150)와 같은 외부 또는 내부 소스로부터 열을 열적으로 차폐, 흡수, 발산, 또는 반사할 수 있다. 예를 들어, 수퍼커패시터 구조물(110')은 배터리(150) 주위를 랩핑할 수 있고, 배터리(150)의 열을 균일하게 분배함으로써 핫스팟(hot spot)을 제거하여, 배터리(150)를 보다 효율적으로 동작시킬 수 있는데, 그 이유는, 예를 들어, 수퍼커패시터 구조물(110'), 전극(112)(도 1c), 및 세퍼레이터(113)(도 1c)를 포함하는 외부 파우치(미도시)를 포함하는 수퍼커패시터 구조물(110') 물질은 열 대류 또는 열 전도를 허용하는 바람직한 열적 특성을 구비할 수 있기 때문이다. 다른 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물은, 원통형 형상으로 적어도 부분적으로 롤링(rolled)되어, 예를 들어, 전자 조립체 또는 디바이스의 하우징 또는 섀시에 맞춰질 수 있다.
도 1e는 조립체 또는 디바이스(100')의 대안적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 수퍼커패시터 구조물(110")은, 배터리(150)와 회로 기판 조립체(130') 주위를 랩핑하여 회로 기판 조립체(130')에 장착된 하나 이상의 부품(140')을 포함하여 배터리(150)와 회로 기판 조립체(130')의 EMI 차폐를 제공하도록 접히거나 힌지 결합될 수 있다. 수퍼커패시터 구조물(110")은 비-전도성 물질로 부분적으로 코팅된 외부 전도성 표면을 구비할 수 있고, 여기서 노출된 접촉 위치(123')가 그 전도성 표면에 배치되어 회로 기판 조립체(130')의 측면의 다수의 위치에 전기를 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물은 접는선(fold line) 또는 접음선(crease line)을 가지는 접힐 수 있는 직사각형 구조물일 수 있거나, 또는 접힐 수 있는 브리지 구조물에 의해 연결된 2개의 직사각형으로 성형될 수 있다. 이러한 예에서, 접힌 수퍼커패시터 구조물은, 예를 들어, 접힌 구조물의 상부 부분으로부터 연장하는 전력 접촉 탭과, 접힌 구조물의 하부 부분으로부터 연장하는 접지 접촉 탭을 가지는 것에 의해 EMI 또는 RFI를 감소시킬 수 있고, 여기서 접지 접촉 탭과 전력 접촉 탭은 자가 상쇄(self-cancelling)되고, 수퍼커패시터 구조물로부터 내부 또는 반사된 EMI를 상쇄시키도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물은 하나 이상의 배터리, 회로 기판 조립체, 또는 부품과 같은 전자 조립체를 둘러쌀 수 있고, 패러데이 상자(Faraday cage)로 작용할 수 있다. 전자 조립체로부터 EMI 방출을 차단하면 외부 관찰자가 여러 부품의 알려진 EMI 시그너처를 모니터링하여 전자 조립체의 동작의 측면을 검출하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 이러한 구성의 잇점은 개선된 비밀 또는 보안을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물은 수퍼커패시터 구조물에 연결하여 전류 콜렉터로부터 전자 흐름으로부터 접촉 탭으로 임의의 EMI 방출을 감소시키도록 설계된 하나 이상의 임피던스 매칭된 접촉 탭을 구비할 수 있다. 예를 들어, 수퍼커패시터는 수퍼커패시터 구조물(또는 하나 이상의 접촉 탭) 내 수퍼커패시터 구조물(또는 하나 이상의 접촉 탭)의 내부 표면에서 흐르는 전류에 의해 생성된 장을 한정할 수 있는, 쌍을 이룬 스트립(paired-strip)의 저-임피던스 전송 라인 구조물로 구성될 수 있다. 다른 예에서, 수퍼커패시터 구조물은 벡터 상쇄를 통해 (예를 들어, 저 주파수에서) 내부적으로 생성된 자기장의 외부 결합을 최소화하도록 균형 잡힌 전송 라인 구조물로 구성될 수 있다.
도 2a는, 수퍼커패시터 구조물(210)과, 이 수퍼커패시터 구조물(210)과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하는 하나 이상의 접촉 탭(220)을 포함하는 전자 조립체 또는 디바이스(200)의 또 다른 실시예를 도시한다. 접촉 탭(220)은, 수퍼커패시터 구조물(210)과 회로 기판 조립체(230) 또는 그 위에 장착된 하나 이상의 부품(240) 사이에 전기적 연결을 제공하는 수퍼커패시터 구조물(210)의 외부에 다수의 접촉 위치(223)를 구비할 수 있는, 예를 들어, 다중-접촉 탭(222)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 수퍼커패시터 구조물(210)은 (일 실시예에서) 회로 기판 조립체(230) 위에 놓일 수 있다. 일 예에서, 접촉 위치(223)는, 특정 위치에서, 예를 들어, 회로 기판 조립체(230)에 다중-접촉 탭(222)을 연결하는 전도성 포스트를 포함하거나 이 포스트에 정렬될 수 있다. 예를 들어, 부품(240)은 다중-접촉 탭(222)에 직접 연결 또는 기판을 통한 연결을 통해, 기판으로 연장하고 부품(240)에 가까이 위치된 전도성 포스트를 통해, 수퍼커패시터 구조물(210)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2b는 도 2a의 수퍼커패시터 구조물(210)의 일 실시예의 부분 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물(210)은 스택된 바이폴러 구성으로 배열된 하나 이상의 스택된 수퍼커패시터(218, 219)를 포함한다. 이 구성에서, 수퍼커패시터(218, 219)는 직렬로 결합되어, 수퍼커패시터(218, 219)들 사이에 위치된, 예를 들어, 바이폴러 전류 콜렉터(216)를 공유한다. 수퍼커패시터(218)는 전류 콜렉터(215)들 중 음의 전류 콜렉터와 공유된 바이폴러 전류 콜렉터(216)를 포함할 수 있고, 수퍼커패시터(219)는 전류 콜렉터(215)들 중 양의 전류 콜렉터뿐만 아니라 공유된 바이폴러 전류 콜렉터(216)를 더 포함할 수 있다는 것이 주목된다. 유리하게는, 도시된 스택된 바이폴러 구성은 수퍼커패시터 구조물(210)의 하부 표면이 접지 평면일 수 있게 하고, 상부 표면이 2.7 V 수퍼커패시터(218, 219)의 결합된 수퍼커패시터 전압, 예를 들어, 5.4 V에 액세스될 수 있게 하면서, 전류 콜렉터(215)를 통해 수퍼커패시터 구조물(210)의 측면에서 중간 전압(예를 들어, 2.7 V)에 계속 액세스할 수 있게 한하다.
도 3a는, 수퍼커패시터 구조물(310)과, 이 수퍼커패시터 구조물(310)과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 수퍼커패시터 구조물(310)에 전기적 연결을 제공하는 하나 이상의 접촉 탭(320)을 포함하는 전자 조립체 또는 디바이스(300)의 추가적인 실시예를 도시한다. 접촉 탭(320)은, 수퍼커패시터 구조물(310)의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치(323, 323')를 가지게 각각 구성되고 사이즈 정해질 수 있는, 제1 다중-접촉 탭(322)과 제2 다중-접촉 탭(322')과 같은, 예를 들어, 하나 이상의 다중-접촉 탭을 포함한다. 도시된 바와 같이, 수퍼커패시터 구조물(310)은 회로 기판 조립체(330)의 일부 위에 배치될 수 있고, 일례로서, 제1 다중-접촉 탭(322)과 제2 다중-접촉 탭(322)은 회로 기판 조립체(330)의 제2 부분과 제3 부분 또는 구역 위에 놓이도록 수퍼커패시터 구조물(310)의 대향하는 측면으로부터 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 다중-접촉 탭(322)은 수퍼커패시터 구조물(310)에 전기적으로 연결되어, 3개 또는 4개의 수퍼커패시터와 직렬로, 예를 들어, 전류 콜렉터에 전기적으로 접촉하는 것에 의해, 예를 들어, 대략 9 V일 수 있는 제1 전압에 액세스를 제공하는 반면, 제2 다중-접촉 탭(322')은 수퍼커패시터 구조물(310)에 전기적으로 연결되어, 수퍼커패시터 구조물(310)의 단일 수퍼커패시터와 직렬로 전류 콜렉터에 전기적으로 접촉하는 것을 통해, 예를 들어, 대략 2.7 볼트일 수 있는 제2 전압에 액세스를 제공할 수 있다.
도 3b는 도 3a의 디바이스(300)의 부분 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 회로 기판 조립체(330)는 전자 디바이스의 여러 부품들 중 어느 것일 수 있는 장착된 하나 이상의 부품(340)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 다중-접촉 탭(322, 322')은 회로 기판 조립체(330)의 상이한 부분 위에 존재하여 그 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있다. 도 3c는 기판에 장착된 상이한 부품(340)을 도시하고 구역(3C)을 도시하는 도 3a의 회로 기판 조립체의 상세 예이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 접촉 위치(323, 323')는, 다중-접촉 탭을 부품(340)에 전기적으로 연결하는, 예를 들어, 포스트를 포함할 수 있다.
도 4는 수퍼커패시터 구조물(410), 다중-접촉 탭(422) 및 회로 기판 조립체 또는 주 표면을 갖는 부품(440)을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스(400)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일 예에서, 다중-접촉 탭(422)은 부품 위에 놓이거나 아래에 놓이는 필름 탭일 수 있다. 필름 탭은 부품의 주 표면의 면적만큼 적어도 큰 표면적을 구비할 수 있다.
전술된 바와 같이, 일 실시예에서, 다중-접촉 탭(422)은 특정 응용에 요구되는 바에 따라 구성되고 사이즈 정해질 수 있는 알루미늄과 같은 전도성 물질의, 예를 들어, 필름 또는 호일이다. 다중-접촉 탭(422)을 주문 제작(Customizing)하는 것은 부품(들)(440)의 전체 커버리지를 보장하여, 이들 부품의 EMI 차폐를 개선시키도록 수행될 수 있다. 다중-접촉 탭(422)은 부품(440)에 직접 전기적으로 연결되거나, 또는 부품(440)이 장착된 회로 기판 조립체를 통해 부품(440)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일례로서, 부품(440)에서 100-200 마이크로미터 위에 다중-접촉 탭(422)을 배치하면, EMI는 그 파장의 대략 1/1000의 임의의 측면 갭을 효과적으로 투과할 수 없으므로, 대략 0.125 미터의 파장을 가지는, 예를 들어, 2.4 기가헤르쯔(GHz) EMI에 대해 유효 EMI 차폐를 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물은 노치(notch), 홀(hole), 또는 목부(necking)와 같은 성형된 부분을 포함하는 것에 의해 배터리, 회로 기판 조립체, 또는 부품과 같은 불규칙적인 전자 조립체 위에 놓이도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있다. 일 예에서, 성형된 부분은 금속, 파우치, 폴리머(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 또는 압력 감지 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)와 같은 물질에 의해 이어질 수 있다. 이러한 경우에, 성형된 부분에 제공된 전기적 연결이 있을 수도 있고 없을 수도 있고, 또는 성형된 부분은 접촉 위치이거나 또는 이 접촉 위치를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 수퍼커패시터 구조물은, 수퍼커패시터를 포함하지 않는 하나 이상의 구역이 산재되어 있는 상태에서, 수퍼커패시터를 포함하는 하나 이상의 구역을 구비하는 시트 구조물일 수 있다.
도 5a는, 수퍼커패시터 구조물(510)과 하나 이상의 접촉 탭(520)을 구비하고, 이 하나 이상의 접촉 탭은, 예를 들어, 제1 회로 기판 조립체(530)와 제2 회로 기판 조립체(530')에 전기적 연결을 제공하는, 수퍼커패시터 구조물(510)의 대향하는 측면으로부터 외부쪽으로 연장하는 다중-접촉 탭(521)과 다중-접촉 탭(522)을 포함하는, 전자 조립체 또는 디바이스(500)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 5b는 도 5a의 디바이스(500)의 일 실시예의 부분 측단면도이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 회로 기판 조립체(530, 530')는 하나 이상의 전자 부품과 전기적으로 연결되고 이들 부품을 기계적으로 지지하는 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB)을 포함할 수 있다. PCB에 장착된 표면일 수 있는 이들 부품을 전기적으로 연결하는 것은, 회로 기판 조립체(530)의 하나 이상의 층(532)으로 에칭된 전도성 트랙 또는 패드를 사용하여 달성될 수 있고, 전도성 비아(534)는 층(532)을 전기적으로 상호 연결할 수 있다. PCB에서, 하나 이상의 층은 직접 전류(direct current : DC) 전력 평면 또는 접지 평면일 수 있고, 회로 기판 조립체(530, 530')에 장착된 임의의 부품에 접지 또는 상이한 전력 전압 레벨에 액세스를 제공할 수 있다. 교류 전류 EMI는 접지 평면 또는 DC 전력 평면에 의해 효과적으로 차폐될 수 있으므로, 접지 평면과 DC 전력 평면은 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 도시된 실시예에서, 2개의 다중-접촉 탭(521, 152)은 수퍼커패시터 구조물(510)로부터 평면 방식으로 연장하여, 회로 기판 조립체(530)를 위한, 예를 들어, 전력 평면과 접지 평면을 각각 형성한다. 유사하게, 2개의 다중-접촉 탭(522, 522')은 회로 기판 조립체(530') 위에 또는 내에 평면 방식으로 수퍼커패시터 구조물(510)로부터 반대 방향으로 연장하여, 회로 기판 조립체(530')를 위한 전력 평면과 접지 평면을 각각 제공할 수 있다. 예로서, 접촉 탭(521)은 제1 전압을 회로 기판 조립체(530)에 분배할 수 있고, 접촉 탭(522)은 제2 전압을 회로 기판 조립체(530')에 분배할 수 있고, 여기서 제1 전압과 제2 전압은 동일하거나 또는 상이한 전압일 수 있다.
도 5c는 도 5b의 디바이스의 대안적인 실시예이다. 도시된 바와 같이, 일 예에서, 수퍼커패시터 구조물(510)은 유리하게는 감소된 구조물과 통합된 패키지 및 상호 연결 점을 제공하는 회로 기판 조립체(530)의 일부로 포함될 수 있다. 예를 들어, 수퍼커패시터 구조물(510)은 회로 기판 조립체(530)의 하나 이상의 층의 리세스(recess) 내에 위치될 수 있다. 예로서, 회로 기판 조립체(530)는 1/32 인치 또는 대략 800 마이크로미터의 두께를 구비할 수 있고, 수퍼커패시터 구조물(510)은 200 내지 300마이크로미터의 두께를 구비할 수 있다. 수퍼커패시터 구조물(510)은, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 예를 들어, 하나 이상의 스택된 바이폴러 수퍼커패시터(도 2b 참조) 또는 하나 이상의 반전된 바이폴러 수퍼커패시터(도 1c 참조)를 가지게 구성될 수 있다. 수퍼커패시터 구조물(510)은, 예를 들어, 회로 기판 조립체(530)에 장착된 부품에 의해 액세스될 수 있고, 회로 기판 조립체(530) 내에, 예를 들어, 하나 이상의 DC 전력 평면 또는 접지 평면으로 구성되고 사이즈 정해지고 배치된 하나 이상의 다중-접촉 탭(521, 521')에 연결될 수 있다. 원하는 회로 아키텍처에 따라, 수퍼커패시터 구조물(510)은 회로 기판 조립체(530)의 에지에, 회로 기판 조립체(530)의 중심 구역에, 또는 회로 기판 조립체(530)의 하나 이상의 개별 층 내에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 다중-접촉 탭은 회로 기판 조립체의 층 또는 금속화 부분 내에 전도성 트레이스로 연장될 수 있고, 수퍼커패시터 구조물은, 예를 들어, 회로 기판 조립체에 장착되거나 또는 이 조립체에 인접하여 있을 수 있다.
도 6a는 하나 이상의 부품(640)이 그 위에 장착된 회로 기판 조립체(630) 위에 배치된 수퍼커패시터 구조물(610)을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스(600)의 추가적인 실시예를 도시한다. 도 6b는 라인 6B-6B를 따라 절단된 도 6a의 디바이스(600)의 일 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일 예에서, 다중-접촉 탭(622)은 초전도체 구조물(610)로부터 연장하고, 하나 이상의 부품(640)과 회로 기판 조립체 사이에 회로 기판 조립체(630)의 적어도 일부 위에 존재한다. 이 예에서, 다중-접촉 탭(622)은 회로 기판 조립체(630)의 상부 층 위에 전도성 트레이스로 연장할 수 있다. 다중-접촉 탭(622)을 이렇게 배치하는 것에 의해, 부품(640)은, 일 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물(610)에 저장된 에너지에 직접 액세스를 할 수 있다. 나아가, 전술된 바와 같이, 다중-접촉 탭(622)은, 예를 들어, EMI가 하나 이상의 부품(640)으로부터 회로 기판 조립체(630) 쪽 아래로 복사하는 것을 억압하거나, 또는 EMI가 회로 기판(630)을 통해 하나 이상의 부품(640) 쪽으로 전파하는 것을 억압하는 EMI 블록 또는 억압 필름으로 기능하도록 구성되고 사이즈 정해질 수 있다. 상기 실시예에서와 같이, 다중-접촉 탭(622)은 이 탭 위에 절연성 필름 또는 층을 구비할 수 있고, 원하는 위치에, 예를 들어, 부품(640)과 회로 기판(630)과 전기적 접촉을 제공하도록 위치된 지정된 노출된 접촉 위치를 구비할 수 있다. 따라서, 다중-접촉 탭(622)은 수퍼커패시터 구조물(610)을 여러 부품과 회로 기판 조립체 위치에 전기적으로 연결함과 동시에, 디바이스 외부 또는 디바이스 내부 EMI를 억압하는데 사용될 수 있다.
도 7A는 다수의 접촉 탭(720)이 연장하는 수퍼커패시터 구조물(710)을 구비하는 전자 조립체 또는 디바이스(700)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이 다수의 접촉 위치(723)를 갖는 다중-접촉 탭(722)은 전술된 실시예와 유사한 방식으로 수퍼커패시터 구조물(710)의 하나 이상의 측면으로부터 외부쪽으로 연장된다.
도 7b는 제1 수퍼커패시터(712), 제2 수퍼커패시터(714), 및 제3 수퍼커패시터(716)를 포함하는 것으로 도시된 수퍼커패시터 구조물(710)의 일 실시예의 내부를 도시하는 도면이다. 수퍼커패시터 구조물(710)의 각 수퍼커패시터(712, 714, 및 716)는, 예를 들어, 예를 들어, 반전된 바이폴러 구성(도 1c 참조) 또는 스택된 바이폴러 구성(도 2b 참조)과 같은 바이폴러 구성을 가지도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 수퍼커패시터(712), 제2 수퍼커패시터(714), 및 제3 수퍼커패시터(716)는 서로 전기적 절연을 제공하도록 이격될 수 있고, 요구되는 바에 따라, 독립적으로, 충전 및 방전될 수 있다. 수퍼커패시터 및/또는 접촉 탭의 RC 시상수는 수퍼커패시터가 에너지의 양을 저장하거나 전달하는 속도를 결정한다. 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 리프레쉬하는 것과 같은 일부 응용은 분 단위의 기간에 걸쳐 에너지의 전달을 요구할 수 있다. 그러나, 카메라 플래쉬와 같은 다른 응용은 밀리초에 걸쳐 동일한 양의 에너지의 전달을 요구할 수 있다. 각 개별 수퍼커패시터 및/또는 접촉 탭은 결합될 수 있는 부품의 에너지 저장과 전달 요구를 충족하기 위해, 상이할 수 있는, 적절한 RC 시상수를 구비하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 수퍼커패시터 구조물(712)은 무선 트랜시버 부품에 전기적으로 연결될 수 있고, 수퍼커패시터(714)는 미디어 플레이어 부품에 전기적으로 연결될 수 있고, 수퍼커패시터(716)는 카메라 부품에 전기적으로 연결될 수 있다. 동작시, 미디어 플레이어 부품은 미디어를 플레이하는데 사용될 수 있는 반면, 카메라는 플래쉬 사진을 찍는데 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 미디어 플레이어 부품과 카메라 부품은 각각 동시에 다량의 에너지를 요구할 수 있다. 각 부품을 전기적으로 별개의 수퍼커패시터에 연결하는 것에 의해, 이들 동시적인 에너지 수요가 각각 충족될 수 있다. 나아가, 동시에, 전자 디바이스는 데이터 네트워크로부터 데이터를 수신할 수 있고, 무선 트랜시버 부품은 수퍼커패시터(712)에 전기적으로 연결될 수 있는 에너지의 스파이크를 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 수퍼커패시터 구조물(710)의 수퍼커패시터(712, 714, 또는 716)들 중 일부분이 부품으로부터 에너지를 저장함과 동시에, 다른 부분이 상이한 부품으로 에너지를 전달할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하려는 것으로 의도된 것이 아니다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태의 용어는, 문맥이 달리 명확히 지시되지 않는 한, 복수의 형태를 포함하는 것으로 의도된다. "포함하는"(및 "포함하는"의 임의의 파생어), "가지는" (및 "가지는"의 임의의 파생어), "구비하는" (및 "구비하는"의 임의의 파생어), 및 "함유하는" (및 "함유하는"의 임의의 파생어)이라는 용어는 개방된 연결 어구인 것이라는 점이 더 주목된다. 그 결과, 하나 이상의 단계 또는 요소를 "포함하는", "가지는", "구비하는" 또는 "함유하는" 방법 또는 디바이스는 하나 이상의 단계 또는 요소를 구비하지만, 이들 하나 이상의 단계 또는 요소만을 구비하는 것으로 제한되지 않는다. 마찬가지로, 하나 이상의 특징을 "포함하는", "가지는", "구비하는" 또는 "함유하는" 방법 단계 또는 디바이스 요소는 하나 이상의 특징을 구비하지만, 하나 이상의 특징만을 구비하는 것으로 제한되지 않는다. 나아가, 특정 방식으로 구성된 디바이스 또는 구조물은 적어도 이 방식으로 구성되지만, 나열되지 않은 방식으로 구성될 수도 있다.
이하 청구범위에, 만약 있다면, 모든 수단 또는 단계 플러스 기능 요소의 대응하는 구조물, 물질, 작용, 및 등가물은 구체적으로 청구된 것과 다른 청구된 요소와 조합하여 그 기능을 수행하는 임의의 구조물, 물질, 또는 작용을 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 설명은 예시와 설명을 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 실시예를 전부 나열한 것이라거나 또는 본 발명을 개시된 형태로 제한하려고 의도된 것이 전혀 아니다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위와 사상을 벗어남이 없이 많은 변형과 변경이 일어날 수 있다는 것은 명백하다. 본 실시예는 본 발명의 하나 이상의 측면의 원리와 실제 응용을 최상으로 설명함으로써, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 다른 자로 하여금 고려되는 특정 사용에 맞게 여러 실시예와 함께 여러 변형에 대해 본 발명의 하나 이상의 측면을 이해할 수 있게 하기 위하여 선택되고 설명된 것이다.

Claims (28)

  1. 디바이스로서,
    수퍼커패시터(supercapacitor)의 하나 이상의 층을 포함하는 수퍼커패시터 구조물; 및
    하나 이상의 접촉 탭(contact tab)을 포함하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은, 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적인 연결을 제공하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은,
    다중-접촉 탭을 포함하고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 회로 기판 조립체의 적어도 일부 위에 존재하여 상기 회로 기판 조립체의 전자기 인터페이스 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 회로 기판 조립체와 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공하는 것인, 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회로 기판 조립체는 주 표면적(main surface area)을 갖는 주 표면을 구비하는 부품을 포함하고, 상기 다중-접촉 탭은 적어도 상기 부품의 주 표면의 주 표면적만큼 큰 표면적을 갖는 필름 탭을 포함하는 것인, 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 회로 기판 조립체에 장착된 하나 이상의 부품 위를 포함하여 상기 회로 기판 조립체 위에 배치되고, 상기 하나 이상의 부품의 전자기 간섭 차폐를 제공하는 것인, 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 배터리의 주 표면의 적어도 일부 위에 존재하여 상기 배터리의 전자기 간섭 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 유연한 시트(flexible sheet)를 포함하고, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 배터리의 대향하는 주 표면 주위를 랩핑(wrap)하고 이 주위를 적어도 부분적으로 커버하도록 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 주 표면의 표면적을 초과하는 표면적을 갖는 필름 탭을 포함하는 것인, 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 공유된 C-형상의 전류 콜렉터(current collector)를 포함하고, 상기 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함하고, 상기 제1 수퍼커패시터는 상기 공유된 C-형상의 전류 콜렉터를 포함하고, 상기 제2 수퍼커패시터는 상기 공유된 C-형상의 전류 콜렉터를 또한 포함하고, 상기 공유된 C-형상의 전류 콜렉터는 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 것인, 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터는 상기 수퍼커패시터 구조물의 공유된 C-형상의 전류 콜렉터 내에 존재하는 것인, 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 공유된 C-형상의 전류 콜렉터와 전기적으로 접촉하고 이 전류 콜렉터로부터 외부쪽으로 연장하는 것인, 디바이스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 수퍼커패시터는 다른 전류 콜렉터를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다른 다중-접촉 탭을 더 포함하고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 다른 전류 콜렉터와 전기적으로 접촉하고, 상기 다중-접촉 탭은 제1 전압을 분배하도록 전기적으로 연결되고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 제2 전압을 분배하도록 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전압과 제2 전압은 상이한 전압인 것인, 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 연관된 회로 기판 조립체의 대다수에 그 전자기 간섭 차폐를 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 스택 내에 배치된 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함하고, 상기 제1 수퍼커패시터는 공유된 전류 콜렉터와 음의 전류 콜렉터를 포함하고, 상기 제2 수퍼커패시터는 상기 공유된 전류 콜렉터와 양의 전류 콜렉터를 포함하고, 상기 공유된 전류 콜렉터는 상기 음의 전류 콜렉터와 양의 전류 콜렉터 사이에 존재하는 것인, 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 상기 스택에서 상기 제1 및 제2 수퍼커패시터의 상기 공유된 전류 콜렉터와 전기적으로 접촉하는 것인, 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다른 다중-접촉 탭을 더 포함하고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 음의 전류 콜렉터 또는 상기 양의 전류 콜렉터 중 하나와 전기적으로 접촉하는 것인, 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭과 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 동일한 측면 또는 상기 수퍼커패시터 구조물의 상이한 측면 중 하나로부터 연장하는 것인, 디바이스.
  17. 제13항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제1 부분을 커버하도록 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제1 부분과 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공하고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제2 부분을 커버하도록 구성되고 사이즈 정해지고, 상기 다른 다중-접촉 탭의 다수의 접촉 위치는 상기 하나 이상의 회로 기판 조립체의 제2 부분과 상기 수퍼커패시터 구조물 사이에 다수의 전기적 연결을 제공하는 것인, 디바이스.
  18. 제13항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 제1 전압을 분배하도록 상기 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 다른 다중-접촉 탭은 제2 전압을 분배하도록 상기 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전압과 제2 전압은 상이한 전압인 것인, 디바이스.
  19. 제1항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물의 수퍼커패시터의 하나 이상의 층은 제1 수퍼커패시터와 제2 수퍼커패시터를 포함하고, 상기 제1 수퍼커패시터는 상기 수퍼커패시터 구조물에서 상기 제2 수퍼커패시터로부터 전기적으로 절연되고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 제1 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 것인, 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 다중-접촉 탭은 제1 접촉 탭이고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 제2 접촉 탭을 더 포함하고, 상기 제2 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 상기 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 것인, 디바이스.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물로부터 제1 전압을 분배하도록 상기 제1 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물로부터 제2 전압을 분배하도록 상기 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전압과 제2 전압은 상이한 전압인 것인, 디바이스.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 제1 접촉 탭은 제1 저항 커패시턴스(resistance capacitance: RC) 시상수(time constant)를 구비하고, 상기 제2 수퍼커패시터에 전기적으로 연결된 제2 접촉 탭은 제2 RC 시상수를 구비하고, 상기 제1 RC 시상수와 상기 제2 RC 시상수는 상이한 RC 시상수인 것인, 디바이스.
  23. 디바이스로서,
    전자 구조물; 및
    수퍼커패시터 구조물을 포함하고, 상기 수퍼커패시터 구조물은 수퍼커패시터의 하나 이상의 층을 포함하고, 상기 수퍼커패시터 구조물은, 상기 전자 구조물의 적어도 일부 위에 놓여 상기 전자 구조물의 전자기 차폐를 부분적으로 제공하도록 구성되고 사이즈 정해진 시트 구조물을 포함하는 것인, 디바이스.
  24. 제23항에 있어서, 상기 전자 구조물은 전자 조립체의 하나 이상의 부품에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 것인, 디바이스.
  25. 제24항에 있어서, 상기 시트 구조물은 상기 배터리의 대향하는 표면 위에 적어도 부분적으로 놓이도록 구성되고 사이즈 정해진 유연한 시트 구조물을 포함하고, 상기 배터리의 주 표면은 상기 배터리의 대향하는 표면들 중 하나의 표면인 것인, 디바이스.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 접촉 탭을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물과 전기적으로 접촉하고 이 구조물로부터 외부쪽으로 연장하여 상기 수퍼커패시터 구조물에 전기적 연결을 제공하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 상기 유연한 시트 구조물의 적어도 하나의 에지로부터 외부쪽으로 연장하고, 상기 하나 이상의 접촉 탭은 다중-접촉 탭을 포함하고, 상기 다중-접촉 탭은 상기 수퍼커패시터 구조물의 외부에 배치된 다수의 접촉 위치를 가지게 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 전자 구조물 주위를 랩핑하도록 구성되고 사이즈 정해진 것인, 디바이스.
  28. 제27항에 있어서, 상기 수퍼커패시터 구조물은 상기 전자 구조물의 대향하는 표면 위에 적어도 부분적으로 놓이고, 상기 전자 구조물은 전자 조립체의 적어도 하나의 부품을 포함하는 것인, 디바이스.
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