JP-2026514824-A - マイクロトランスポンダベースのバッテリタガント

JP2026514824AJP 2026514824 AJP2026514824 AJP 2026514824AJP-2026514824-A

Abstract

１つ以上のマイクロトランスポンダがバッテリセルの少なくとも１つの構成要素又はバッテリセル中のロケーションに取り付けられ得、デジタル情報をリーダに提供し、それによって、リーダがバッテリセルを認証することを可能にするように構成され得る。【選択図】図１４

Inventors

ゴタマックカラ、アディティア・エル．
エイボン、ウィリアム・イー．

Assignees

ピー－チップ・アイピー・ホールディングス・インコーポレイテッド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240417
Priority Date: 20230418

Claims (20)

バッテリセル用のタガントであって、前記タガントは、バッテリセルの少なくとも１つの構成要素に取り付けられ、且つデジタル情報をリーダに提供し、それによって、前記リーダが前記バッテリセルを認証することを可能にするように構成されたマイクロトランスポンダを備える、タガント。
前記構成要素は、セパレータ、集電体、電極、安全弁、ガスケット、電流遮断デバイス、被覆部、正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ、及び電解質のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、２ｍｍの長さ、２ｍｍの幅、及び０．２ｍｍの厚さの最大寸法を有する集積回路を備える、請求項１又は２に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、光トリガ式マイクロトランスポンダを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のタガント。
バッテリセル用のタガントであって、前記タガントは、前記バッテリセル上及び／又は中のロケーションに取り付けられ、且つデジタル情報をリーダに提供し、それによって、前記リーダが前記バッテリセルを認証することを可能にするように構成されたマイクロトランスポンダを備える、タガント。
前記ロケーションは、キャップ、クリンプ、ガスケット、及び被覆部のうちの少なくとも１つを備える、請求項５に記載のタガント。
前記ロケーションは、前記バッテリセルの可視表面の真下にある、請求項５又は６に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、前記バッテリセルの可視表面上及び／又は中に公然に又は密かに配設される、請求項５又は６に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、前記マイクロトランスポンダを前記バッテリセルのポリマー被覆部中に熱かしめすることによって前記バッテリセルに取り付けられる、請求項５～８のいずれか一項に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、前記タガントをクリンプの間隙中に配置することによって前記バッテリセルに取り付けられる、請求項５～８のいずれか一項に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、前記マイクロトランスポンダを前記バッテリのセルケーシング又はカバー中に作製することによって前記バッテリセルに取り付けられる、請求項５～８のいずれか一項に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、接着剤及び／又はラベルを使用することによって前記バッテリセルに取り付けられる、請求項５～８のいずれか一項に記載のタガント。
前記接着剤は、一液型接着剤を備える、請求項１２に記載のタガント。
前記一液型接着剤は、シリコーンベースの組成物、ポリウレタンベースの組成物、シアノアクリレートベースの組成物、及びメタクリレートベースの組成物のうちの少なくとも１つを備える、請求項１３に記載のタガント。
前記接着剤は、二液型接着剤を備える、請求項１２に記載のタガント。
前記二液型接着剤は、エポキシベースの組成物、ポリウレアベースの組成物、ポリウレタンベースの組成物、及び反応性アクリレートベースの組成物のうちの少なくとも１つを備える、請求項１５に記載のタガント。
前記接着剤は、ＵＶ硬化式及び／又は感圧式である、請求項１２に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、２ｍｍの長さ、２ｍｍの幅、及び０．２ｍｍの厚さの最大寸法を有する集積回路を備える、請求項５～１７のいずれか一項に記載のタガント。
前記マイクロトランスポンダは、光トリガ式マイクロトランスポンダを備える、請求項５～１８のいずれか一項に記載のタガント。
バッテリ環境中のバッテリタガントシステムであって、前記バッテリタガントシステムは、前記バッテリタガントシステム中に階層の少なくとも第１のレベルを形成する少なくとも１つの第１のマイクロトランスポンダと、前記バッテリタガントシステム中に階層の少なくとも第２のレベルを形成する少なくとも１つの第２のマイクロトランスポンダとを備え、前記第１のマイクロトランスポンダ及び前記第２のマイクロトランスポンダの各々は、デジタル情報をリーダに提供し、それによって、前記リーダが前記バッテリ環境の対応する部分を個々に又は階層的に認証することを可能にするように構成される、バッテリタガントシステム。

Description

関連出願の相互参照 [1]本出願は、２０２３年４月１８日に出願された「Microtransponder Based Battery Taggants」と題された米国仮特許出願第６３／４９６，７９５号の優先権を主張し、それは、その全体が参照によって本明細書に援用される。 [2]本開示は、バッテリ又はその構成要素の一部である追跡可能でセキュアなタガントに関する。様々なバッテリ構成要素にセキュアなタガントを含める方法、及びその実際的な用途が開示される。 [3]バッテリは、現代の生活に欠かすことのできないものとなっており、通信、仕事、旅行、健康、及び福祉を可能にしている。それらは、自動体外式除細動器（ＡＥＤ）、酸素濃度計、等などの救命医療機器の重要な構成要素となっており、ここでは、それらの適切で、反復され、且つ信頼性の高い機能が機器の機能の中心となっている。別の例として、セーフティクリティカルな使用事例である電気自動車では、バッテリの使用が今後数年で著しく増加するであろう。 [4]多くの事例では、バッテリは、携帯電話を使用するユーザの耳の隣、ラップトップコンピュータを使用するユーザの膝の上、又は電気自動車内のユーザの座席の下など、ユーザに近接して位置する。従って、電池の安全で信頼性の高い動作は、バッテリが使用されるデバイスの寿命に不可欠であり、これらのデバイスの人間のユーザの安全性にとって重要である。 [5]バッテリをリパーパス又はリサイクルするときなどの多様な状況では、バッテリシステム、バッテリパック、バッテリ、セル、及び／又は構成要素をそれらのライフサイクル全体を通して追跡することが望ましくあり得る。これは、バッテリ又はその一部分にタグ付けすることを通して容易にされ得る。バッテリのタグ付けのための既存の解決策は、バッテリ、及び、ある特定の場合には、バッテリを収容するエンクロージャを識別するために、ＲＦＩＤ技術を使用することに依拠する。Ｓｗｅｅｌａｎｄの米国出願公開第２００７／０００８１４１号は、個々のセル及びバッテリパック（エンクロージャ）にＲＦＩＤタグをタグ付けすることを説明している。Ｙａｏは、米国特許出願公開第２０１１／０１２１９５１号において、個々のセル及びバッテリパックの両方の識別の目的で、ＮＦＣタグ及びＲＦＩＤタグなどの複数の識別子の使用を説明している。Ｙａｏは、偽造セル及びバッテリパックを識別するための追加のセキュリティ対策として、保護外層の下にタグを密かに設置することの価値を強調している。 [6]ＲＦＩＤタグ及びＮＦＣタグは、バッテリにタグ付けするためのそれらの有用性を著しく制限する技術的な欠点に悩まされている。例えば、ＲＦＩＤの読み取り距離は、バッテリ及びセルの充電及び放電中によく発生する熱事象に起因して悪影響を受ける。更に加熱及び冷却に繰り返し曝されると、はんだ接合部が弱くなることに起因してＲＦＩＤ及びＮＦＣタグの使用可能寿命が低減する傾向がある。 [7]ＲＦＩＤタグ及びＮＦＣタグの別の主要な制限は、バッテリセルの内側の構成要素にタグ付けするために適用されることができないことである。第１に、これらのタグのサイズが比較的大きいことは（典型的には各辺に沿って２～５ｃｍ）、タグが電極のかなりの部分を占めるため、一般的に使用されるセル（１８６５０Ｌｉイオンセル、ＡＡバッテリ、等など）のセパレータ、電極、及び集電体などの構成要素にタグ付けすることを非実用的にしてしまう。これらの大きなサイズのタグを収容するために、バッテリセル設計に対して主要な構造的及び機能的変更が行われなければならないであろう。第２に、ＲＦＩＤ又はＮＦＣタグの読み取り特性は、セルなどの帯電した環境の内側に配置されたときに悪影響を受ける。例えば、セル内の電場は、一般に、ＲＦＩＤ又はＮＦＣタグと対応するリーダとの間の通信を歪ませる。第３に、セルの内側の過酷な化学的環境は、ＮＦＣ又はＲＦＩＤの金属構成要素（アンテナなど）を腐食させ、それらを使用不能にするか、又はそれらの使用可能寿命を大幅に低減する傾向がある。第４に、複数のＲＦＩＤ又はＮＦＣタグが互いに近接して配置されるとき（バッテリ中のセルなど）、ＲＦＩＤ又はＮＦＣを読み取ろうとするときに「タグ衝突」の可能性がある。即ち、どのＲＦＩＤ又はＮＦＣが読み取られているかをリーダが確認することは困難であり得る。 [8]いくつかの実施形態では、本開示は、バッテリセル用のタガントに関する。タガントは、バッテリセルの少なくとも１つの構成要素に取り付けられ、且つデジタル情報をリーダに提供し、それによって、リーダがバッテリセルを認証することを可能にするように構成されたマイクロトランスポンダを備え得る。いくつかの実施形態では、構成要素は、セパレータ、集電体、電極、安全弁、ガスケット、電流遮断デバイス、正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタ、及び電解質のうちの少なくとも１つを備え得る。 [9]いくつかの実施形態では、本開示は、バッテリセル用のタガントに関する。タガントは、バッテリセル中のロケーションに取り付けられ、且つデジタル情報をリーダに提供し、それによって、リーダがバッテリセルを認証することを可能にするように構成されたマイクロトランスポンダを備え得る。いくつかの実施形態では、ロケーションは、キャップ、クリンプ、ガスケット、及び被覆部のうちの少なくとも１つを備え得る。いくつかの実施形態では、ロケーションは、バッテリセルの可視表面の真下であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロトランスポンダは、マイクロトランスポンダをバッテリセルのポリマー被覆部中に熱かしめすることによってバッテリセルに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、マイクロトランスポンダは、タガントをクリンプの間隙中に配置することによってバッテリセルに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、マイクロトランスポンダは、接着剤及び／又はラベルを使用することによってバッテリセルに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、シリコーンベースの組成物、ポリウレタンベースの組成物、シアノアクリレートベースの組成物、及びメタクリレートベースの組成物のうちの少なくとも１つなどの一液型接着剤であり得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、エポキシベースの組成物、ポリウレアベースの組成物、ポリウレタンベースの組成物、及び反応性アクリレートベースの組成物のうちの少なくとも１つなどの二液型接着剤であり得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、紫外線（ＵＶ）、熱、又は酸化硬化接着剤及び／又は感圧接着剤であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロトランスポンダは、ラベルをターゲットに付着するための上記の接着剤のうちのいずれか、及び／又はラベルをターゲットに取り付けるための任意の他の技法を使用して、ラベル中又はラベル上にあり得る。 [10]いくつかの実施形態では、本開示は、バッテリ環境中のバッテリタガントシステムに関する。バッテリタガントシステムは、バッテリタガントシステム中の階層の第１のレベルを形成する少なくとも１つの第１のマイクロトランスポンダと、バッテリタガントシステム中の階層の第２のレベルを形成する少なくとも１つの第２のマイクロトランスポンダとを含み得る。第１のマイクロトランスポンダ及び第２のマイクロトランスポンダの各々は、デジタル情報をリーダに提供し、それによって、リーダがバッテリ環境の対応する部分を個々に又は階層的に認証することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、バッテリ環境は、単一のバッテリセルを備え得、第１のマイクロトランスポンダは、バッテリセルに取り付けられ得、第２のマイクロトランスポンダは、バッテリセル内のセル構成要素に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、バッテリ環境は、バッテリを備え得、第１のマイクロトランスポンダは、バッテリに取り付けられ得、第２のマイクロトランスポンダは、バッテリ内のバッテリセルに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、バッテリ環境は、バッテリパックを備え得、第１のマイクロトランスポンダは、バッテリパックに取り付けられ得、第２のマイクロトランスポンダは、バッテリパック内のバッテリに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、バッテリ環境は、バッテリシステムを備え得、第１のマイクロトランスポンダは、バッテリシステムに取り付けられ得、第２のマイクロトランスポンダは、バッテリシステム内のバッテリパックに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、個々の認証は、他のマイクロトランスポンダと組み合わせることなく対応する部分を認証する対応するマイクロトランスポンダを備え得る。いくつかの実施形態では、階層的な認証は、階層の異なるレベルにおいて少なくとも別のマイクロトランスポンダと組み合わせて対応する部分を認証する対応するマイクロトランスポンダを備え得る。いくつかの実施形態では、階層的な認証は、階層の同じレベルにおいて少なくとも別のマイクロトランスポンダと組み合わせて対応する部分を認証する対応するマイクロトランスポンダを備え得る。 [11]いくつかの実施形態では、本開示は、バッテリシステムを接続するために使用される要素などのバッテリシステムの付属部品と関連付けられたバッテリタガントに関する。そのような付属部品の例は、ケーブル、取り付け具、クリップ、及びコネクタを含み得るが、それらに限定されない。 [12]本開示は、その適用において、以下の説明に記載されるか又は図面に例示される構造の詳細及び配置に限定されないことが理解されるべきである。本開示は、説明されるものに加えて実施形態が可能であり、様々な方法で実施及び実行されることが可能である。また、本明細書及び要約書中で用いられる表現及び専門用語は、説明を目的としており、限定するものとみなされるべきではないことが理解されるべきである。 [13]前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は両方とも説明のためのものにすぎず、特許請求される主題を限定するものではないことが理解されるべきである。 [14]開示される主題の様々な目的、特徴、及び利点は、同様の参照番号が同様の要素を識別する以下の図面に関連して考慮されるとき、開示される主題の以下の詳細な説明を参照してより完全に認識され得る。 [15]本開示の実例的な実施形態による実例的なＭＴＰセンサシステムのブロック図を図示する。[16]本開示の実例的な実施形態による実例的なＭＴＰの概略図を例示する。[17]本開示の実例的な実施形態による例示的なＭＴＰの側面図表現を例示する。[18]本開示の実例的な実施形態による例示的なＭＴＰの上面図表現を例示する。[19]本開示の実例的な実施形態による例示的なＭＴＰの機能ブロック図を図示する。[20]本開示の実例的な実施形態によるクロックリカバリ回路の概略図である。[21]本開示の実例的な実施形態による実例的なフォトコンダクタの断面図を例示する。[22]本開示の実例的な実施形態による、図６の結合キャパシタを有するクロックリカバリ回路の各ノードにおける光強度及び電圧信号のタイミング図を例示する。[23]本開示の実例的な実施形態によるＭＴＰリーダの機能ブロック図を例示する。[24]古いシステムの下で「１１０１」の文字列がどのように送信されるかを簡略化された形式で例示する。本明細書で説明されるリバースアンテナシステムの下で「１１０１」の文字列がどのように送信されるかを簡略化された形式で例示する。[25]本開示の実例的な実施形態によるアンテナ動作の方向を逆にする１つの実例的な図を示す。[26]本開示の実例的な実施形態によるアンテナ動作の方向を逆にする別の実例的な図を示す。[27]本開示の実例的な実施形態による実例的なバッテリセルを示す。[28]本開示の実例的な実施形態による実例的なバッテリ階層を示す。[29]本開示の実例的な実