CN103682505B - 具有密封性监控的蓄能器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓄能器（10）、尤其是锂离子电池。为了提供蓄能器（10）的特别可靠的运行，或者说为了能够快速而可靠地检测到蓄能器（10）的损坏进而减少或者说避免对其他元件或者说蓄能器（10）的操作者的损害，所述蓄能器（10）包含电池腔，阳极、阴极以及布置在阳极与阴极之间的电解质布置在所述电池腔中，其述电池腔至少部分地通过壳体（12）与外部环境分隔开，并且其中壳体（12）具有检测介质（18），所述检测介质用于检测至少一个在蓄能器（10）运行时位于壳体（12）内部的组分和该组分的反应产物。本发明还涉及一种用于制造蓄能器（10）的方法以及用于制造蓄能器（10）的检测介质（18）的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄能器。本发明尤其涉及一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池在许多日常应用中作为蓄能器广泛推广。它们例如应用在例如像笔记本的计算机、移动电话、智能手机和其他应用领域。在目前强烈推进的车辆、比如像机动车的电气化过程中，这种电池也是有利的。
为了避免由蓄能器、比如像锂离子电池引起的损害已知不同的技术方案。它们例如应该用于减少在车辆损坏（Havariefall）时蓄能器过热、燃烧或散发有害气体或粉尘的风险。总的说来，通过相应的安全措施能够无重大损害地应用蓄能器、比如像锂离子蓄电池。
从文献DE 38 18694 A1已知一种用于展示和销售的电池包装。在这种电池包装中，电触点可将电池的电极连接起来，从而在电流流过时能够显示电池电压的大小。但是，这种电池包装不适于获得安全性。
发明内容
本发明的对象是一种蓄能器、尤其是锂离子电池，所述蓄能器包括电池腔，阳极、阴极以及布置在阳极与阴极之间的电解质布置在所述电池腔中，其中所述电池腔至少部分地通过壳体与外部环境分隔开，并且其中所述壳体具有检测介质，所述检测介质用于检测至少一个在蓄能器运行时位于壳体内部的组分和该组分的反应产物。
在本发明的意义中，蓄能器尤其可指各种电池。蓄能器除了一次电池（Primär-Batterie）以外，尤其还指二次电池（Sekundär-Batterie）（即可再充电的蓄电池）。电池在此能够是电镀元件或者多个相互连接的电镀元件。蓄能器例如能够包含锂离子电池。在此，锂离子电池尤其可理解为这样的蓄能器，即它的电化学过程在充电或者放电过程中至少部分地以锂离子为基础。
此外在本发明的意义中，所谓电池腔尤其能够理解为这样一种空间，即阳极、阴极以及电解质位于或者说布置在所述空间中。因此电池腔尤其是这样一种空间，即用于运行蓄能器的充电或者放电过程的电化学过程发生在该空间中。此外，限定电池腔的壳体不仅能够直接地限定电池腔、即纯示例性地设计为电池腔的壁，而且还能够间接地限定电池腔。在后一种情况下，所述壳体例如设计为另一个壳体，所述另一个壳体包围着直接限定电池腔的壳体。
此外，所述外部环境尤其还能够是环绕着蓄能器或者壳体的大气，即尤其是环绕着蓄能器的空气。
此外，所谓检测介质能够理解为各种介质，利用所述介质可直接或间接地检验组分。检测介质例如能够是电子传感器亦或是一种能够与有待检测的组分例如起化学反应的物质。在此，该组分例如能够通过检测介质的颜色变换来检测，比如像通过在蓄能器的正常运行条件下检测介质的基本上不可逆的颜色变换来检测。通常，该检测介质例如能够以可视的方式将有待检测的组分显示出来。
此外，检测介质对于组分尤其是敏感的或可选择的，所述组分比如是在蓄能器的正常和期望的运行状态下位于壳体内部的物质。在此，所述检测介质对于这种组分来说是可直接选择的，或者说可直接检测到该组分。此外，该检测介质对于该组分的反应产物来说是可选择的，尤其对于通过组分的反应在外部环境或者说在壳体外部的大气中形成的产物来说是可选择的。在后一种情况下，检测介质间接地检测到该组分。
通过这种蓄能器，可提前并且可靠地检测到壳体的损坏，从而能够明显降低甚至完全避免该损坏的扩张或者说扩大，以及能够明显降低甚至完全避免对蓄能器的使用者的损害。因此，根据本发明的蓄能器能够特别可靠地运行。
具体来说，由于壳体能够具有检测介质，所述壳体可用作电池外罩或可设计为电池外罩；所述检测介质用于检测至少一个在蓄能器运行时位于壳体内部的组分和该组分的反应产物，所以能够检测到这种组分的出现。在此可根据所选的检测介质来可靠地识别出最低的浓度，从而不仅可直接地识别出更大的损坏，而且还可直接识别出最小的非密封性、比如像微孔眼或微小裂纹。因此甚至能够识别出例如借助肉眼无法识别的损坏。
因此已经能够对最小的损坏作出反应，从而能够终止或者说避免物质的排出或损坏的扩大，并因此能够可靠地防止损坏周围的构件、比如像其他的蓄能器。因此，必要时还能够将期望的维修费用降至最低。
此外，还能直接终止物质、比如像气体或液体从蓄能器中不断排出，从而例如能够将对使用者的损害降至最低或者完全避免对使用者的损害。这一点尤其是有利的，因为位于蓄能器内部的物质或者其例如具有空气或潮湿空气的反应产物以及分解产物部分地产生有毒的物质，这些有毒物质可能会潜在地损害操作者或者潜在地损害直接位于蓄能器周围的人员。因此根据本发明，能够保护与蓄能器接触的人员。此外，还能够明显减少对于安全来说关键的状态、比如像热渗透的危险。
上述蓄能器因此能够以特别简单和成本低廉的方式确保特别可靠的运行，在该安全运行中还能直接地、快速地并且可靠地检测到壳体的最小损坏。由此能够降低或完全避免对蓄能器的周围环境的损害，并且减小或排除对人员的损害。因此包含检测介质的上述蓄能器尤其是一种用于显示非密封性或者损害的显示器，进而是一种用于确保蓄能器质量或者说监控蓄能器质量的有利的仪器。在此，既可以如上所述的那样在终端处确保质量，也可在制造商处确保改进质量。因为通过所述检测介质，能够在制造蓄能器之后并且在销售之前直接识别出非密封性，这就选择步骤而言是可实现的。
此外，损坏的电池必要时还具有经历热渗透（thermisches Durchgehen）的危险，所述热渗透同样能够通过上述蓄能器来避免。
因此通过上述蓄能器，一方面可能降低工作效率，但还可以降低潜在的、可能由损坏的蓄能器引起的风险。此外，还能够直接辨识并且去除那些在制造之后或运行期间不密封的蓄能器。
在一种设计方案的框架内，所述检测介质能以涂层的形式涂敷在壳体的外侧上。将检测介质涂敷在壳体上，这是一种特别简单并且成本低廉的技术方案。在此，该设计方案对于那些能够用作检测介质的物质来说是特别有利的，方法是所述物质能够与有待检测的组分或该组分的反应产物例如起化学反应。这种检测介质例如能够作为比如像漆层的涂层存在，并且因此能够特别简单地涂敷在壳体上。此外，涂层还能够以特别有利的方式覆盖壳体的很大面积，亦或监控壳体的原则上很难达到的位置和/或那种以已知的方式归入关键位置的位置。
在另一种设计方案的框架内，壳体能够完全利用检测介质来涂敷。在该设计方案中特别有利的是，不仅原则上能够检验比如像气体物质从壳体中的排出，而且还能直接检测到排出的位置进而能够检测到壳体损坏的位置。因此，例如能够直接并且成本低廉地采取维修措施，而不必详细地检查蓄能器。此外，还能够特别快速并且成本低廉地实现更换。此外，还能以简单的方式检查在检测损坏时是否只存在该损坏，还是还存在其他损坏，所述其他损坏同样必须采取维修措施或者必须进行更换。在本发明的意义中，所谓利用检测介质来完全涂敷壳体在此尤其能够意味着，利用检测介质涂敷壳体的外壁，但尤其出于技术原因某些位置不必涂敷，例如从壳体中伸出的电流导出器的位置或者为了实现蓄能器的粘接（Zusammenhalt）而使用的固定器件的位置。
在另一种设计方案的框架内，检测介质能够布置在壳体的连接位置上。检测介质尤其能够只是或者说仅仅布置在壳体的连接位置上。在该设计方案中，尤其能够对壳体或者蓄能器的特别是易坏位置的损坏、比如像微小裂纹或微孔眼进行监控。在此，不必进行大面积的涂敷或者布置完全覆盖壳体的传感器，因此在该设计方案中能够特别成本低廉地制造蓄能器。在本发明的意义中，所谓壳体的连接位置尤其可理解为用于电流导出器的开口、焊缝、单个壳体部件的连接位置或类似位置。
在另一种设计方案的框架内，通过检测介质能够检测到电解质成分或电解质成分的反应产物。该设计方案是特别有利的，因为所述电解质尤其能够具有挥发的或流动的成分，或者具有能够反应生成这种组分的成分。在此，对电解质来说尤其可能的是，这种成分可能会引起损坏或者对人员来说有毒。此外，电解质尤其可存在于蓄能器的大部分或者说其他区域中，从而利于对电解质或其成分来说可选择的检测介质尤其能够安全并且可靠地检测到蓄能器的损坏。
在另一种设计方案的框架内，检测介质能够从由锆茜素S或硫氰酸铁（Fe(SCN)3）构成的组中选出。这种检测介质能够以尤其敏感和可选择的方式安全并且可靠地检测出非密封性的存在。上述检测介质例如能够可靠地检验出氢氟酸。在将锂离子电池作为蓄能器的纯示例性的情况中，这一点是特别有利的。因为对于锂离子电池的纯示例性的情况来说，电解质作为导电盐例如能够具有六氟磷酸锂（LiPF6）。如果该导电盐在不密封的位置上与位于周围环境中的水或者说与潮湿空气（Luftfeuchtigkeit）接触，则该导电盐例如能够分解成氟氢酸。这一点例如能够通过导电盐的排出和壳体外部的反应来实现，亦或通过空气或者说潮湿空气进入到壳体中以及直接在电池腔中或者说壳体内部中进行反应来实现。在此，氟氢酸形成的增多在此能够导致加速老化，进而降低蓄能器的功率。此外，所述形成和排出由于毒性可能会构成潜在损害。因此检测介质尤其是有利的，它能够可选地检验氟氢酸的存在。在此，之前标明的检测介质尤其能够作为蓄能器的壳体的对于氟氢酸敏感的涂层视觉地或者说可视地显示氟氢酸的存在，进而间接视觉地或者说可视地显示损坏、比如像微孔眼的存在。
所述检测介质锆茜素S尤其能够与氟氢酸进行化学反应，这一点能够通过基本上不可逆的颜色变换在视觉上直接看出。具体来说，例如包含锆茜素S的紫色的清漆色料（Lackfarbe）褪色，并且相关的位置在此呈现出黄红色。就血红色的硫氰酸铁复合物而言，其可在具有氟氢酸的溶剂中通过形成复合物Fe[F]6而褪色。
因此在该设计方案中能够省略复杂的分析单元或者传感器。壳体的裸露涂层就已经能够安全而可靠地检测到损坏。因此，该设计方案的蓄能器能够特别成本低廉并且简单地制成。
上述设计方案对于视觉上可察觉到的颜色变换来说是特别有利的实施例，所述颜色变换检验到氟氢酸的存在。因此，能够以简单、快速并且可靠的方式通过对蓄能器进行裸露的光学检查确定故障的蓄能器以及损坏的位置。
在另一种设计方案的框架内，检测介质可具有电极，该电极对于在蓄能器运行时位于壳体内部的组分或该组分的反应产物来说是敏感的。例如检测介质能够具有对氟化物敏感的电极。因此在该设计方案中，通过电压检测能够检测到氟氢酸的存在，这同样能够准确并且可靠地检测到非密封性。例如这种对氟化物敏感的电极能够由LaF3/EuF2构成或者说包含该物质。
就根据本发明的蓄能器的其他技术特征和优点而言，在此详尽地参照结合根据本发明的方法、根据本发明的应用、附图以及附图描述所进行的阐述。
此外，本发明的主题还在于用于制造蓄能器、尤其是锂离子电池的方法，所述方法包括以下方法步骤：将所述检测介质涂敷到所述蓄能器的壳体上，所述检测介质用于检测至少一个在所述蓄能器运行时位于所述壳体内部的组分和该组分的反应产物。
通过上述方法能够以特别简单并且成本低廉的方式提供蓄能器，所述蓄能器已经能够安全并且可靠地检测电池壳体的最小损坏。因此能够避免或至少明显减少蓄能器自身以及蓄能器周围环境中的其他构件、比如像其他蓄能器的较大损坏。此外，还能避免物质从蓄能器中的不断排出，因而还能明显减少或者完全避免对蓄能器的操作者的直接损害。
在一种设计方案的框架内，检测介质能够以涂层的形式涂敷在壳体上。这是特别简单并且成本低廉的技术方案，用于将检测介质固定在壳体上或者说涂敷在壳体上。此外，能够以简单并且限定的方式控制涂层的厚度和扩张。
就根据本发明的方法的其他技术特征和优点而言，在此详尽地参照结合根据本发明的蓄能器、根据本发明的应用、附图以及附图描述所进行的阐述。
本发明的主题还在于一种检测介质的应用，所述检测介质用于检测至少一个在蓄能器运行时位于壳体内部的组分和该组分的反应产物，所述组分用于制造蓄能器、尤其是锂离子电池。
通过所述应用或者说通过将检测介质涂敷到蓄能器上、尤其涂覆到蓄能器的壳体的外表面上，就已经能够以特别简单并且成本低廉的方式安全而可靠地检测到蓄能器的最小损坏。因此，一方面能够减少或避免布置在蓄能器附近的构件的损坏。此外，还能明显降低或者完全避免对蓄能器的操作者的损害。
就根据本发明的应用的其他技术特征和优点而言，在此详尽地参照结合根据本发明的蓄能器、根据本发明的方法、附图以及附图说明所进行的阐述。
附图说明
根据本发明的对象的其他优点和有利的设计方案能够通过实施例和附图示出并在以下描述中进行阐述。在此应注意的是，这些实施例和附图只具有描述的特征，但并不以任何方式来限定本发明。其中：
图1是根据本发明的蓄能器的实施方式的示意图；以及
图2是根据本发明的蓄能器的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的蓄能器10的示意图。这种蓄能器10原则上能够是各种类型的蓄能器，尤其是电池、比如像可再充电的蓄电池。蓄能器10例如是锂离子电池。可能的应用领域在此包括电力驱动的车辆、比如像笔记本的计算机、移动电话、智能手机、电动工具和其他应用。
这种蓄能器10包含电池腔，阳极、阴极以及布置在阳极和阴极之间的电解质布置在所述电池腔中。此外，还以已知的方式在阳极和阴极之间布置有分隔器。
阳极和阴极原则上能够以对于蓄能器来说已知的方式设计。对于锂离子电池的纯粹示例性的情况来说，阳极能够是包含金属锂或者内嵌有（interkallieren）锂的电极。阴极在此能够示例性地具有NMC或锂钴氧化物（LiCoO2）。在此，阴极材料必要时能够与比如像导电的碳化合物、例如石墨的导电添加物（Leitzusatz）一起存在于例如是聚偏二氟乙烯（Polyvinylidenfluorid（PVDF））的粘合剂中。电解质可包含溶剂，一个或多个导电盐溶解在所述溶剂中。例如可应用对质子有惰性的溶剂，比如像乙烯碳（Ethylencarbon）、异丙二醇碳酸酯（Propylencabonat）、碳酸二甲酯（Dimethylcarbonat）或碳酸二乙酯（Diethylcarbonat）。此外，可应用六氟磷酸锂（Lithiumhexafluorophosphat（LiPF6））作为导电盐。
此外，在阳极和阴极之间以已知的方式设置分隔器，以便在空间上将阳极和阴极相互分隔来，尤其用于避免短路。该分隔器在此尤其例如能够包含多孔的塑料薄膜、玻璃纤维织物、亦或尤其是比如像陶瓷织物的多孔的陶瓷材料，或者所述分隔器由上述物质构成。在此，电解质例如能够布置在分隔器内部或者说分隔器的气孔内部。
电池腔在此至少部分地通过壳体12与周围环境分隔开来，在所述电池腔中布置有阳极、阴极、分隔器和电解质。所述壳体12在此能够由任意材料构成。所述壳体12例如能够是固定的、也即形状稳定的壳体，亦或能够是由可塑的塑料构成的弹性的壳体12。在此，电流导出器14、16根据图1从壳体12中伸出，以便电接触蓄能器，从而截取电能。
壳体12还具有检测介质18，该检测介质用于检测至少一种在蓄能器10运行时位于壳体12内部的组分或者该组分的反应产物。根据图1，所述检测介质18以涂层、比如像漆层的形式涂敷在壳体12的外侧面上。原则上，所述检测介质18只能够布置在壳体12的连接位置上。但如图1所示，所述壳体12完全利用检测介质18涂敷。
此外，通过所述检测介质18可检测到电解质成分或电解质成分的反应产物。为此，所述检测介质能够包含例如锆茜素S（Zirconium-Alizarin-S）或硫氰酸铁（Eisenthiocyanat）作为漆层。
如果壳体12现在受到损坏或者说壳体12例如具有微小裂纹（Mikroriss），则例如电解质的、比如像LIPF6的导电盐与空气潮湿空气反应生成氟氢酸（Flusssäuer）。如果氟氢酸与检测介质接触，则这一点直接借助颜色变换（Farbumschlag）是可见的。这一点通过图1中的变色部（Verfärbung）20示出。
因此，根据本发明的蓄能器10可通过已知的方法制成，该方法进一步包含的方法步骤是：将检测介质18涂敷在蓄能器10的壳体12上，该检测介质用于检测至少一个在蓄能器10运行时位于壳体12内部的组分和该组分的反应产物。
在图2中示出了根据本发明的蓄能器10的另一种实施方式。根据图2的蓄能器10基本上相当于根据图1的蓄能器10。区别在于：根据图2的蓄能器10构成为盘绕电池（Wickelzell）。图2中还可以识别出对非密封性的检测，所述非密封性能够直接通过颜色变换20识别出来。
在此本领域技术人员能够理解，对根据本发明的蓄能器10的上述描述只具有所描述的特征，而并不应通过上述实施例来限定。
Claims (12)
1.一种蓄能器，所述蓄能器包括电池腔，阳极、阴极以及布置在阳极与阴极之间的电解质布置在所述电池腔中，其中所述电池腔至少部分地通过壳体（12）与外部环境分隔开，并且其中所述壳体（12）具有检测介质（18），所述检测介质用于检测至少一个在所述蓄能器（10）运行时位于所述壳体（12）内部的组分的反应产物，其中所述检测介质（18）具有电极，所述电极对于在所述蓄能器（10）运行时位于所述壳体（12）内部的组分的反应产物来说是敏感的。
2.根据权利要求1所述的蓄能器，其中所述检测介质（18）以涂层的形式涂敷到所述壳体（12）的外侧面上。
3.根据权利要求2所述的蓄能器，其中所述壳体（12）完全利用所述检测介质（18）来涂敷。
4.根据权利要求1或2所述的蓄能器，其中所述检测介质（18）布置在所述壳体（12）的连接位置上。
5.根据权利要求1或2所述的蓄能器，其中通过所述检测介质（18）能够检测出电解质成分的反应产物。
6.根据权利要求5所述的蓄能器，其中所述检测介质从由锆茜素S和硫氰酸铁构成的组中选出。
7.根据权利要求1所述的蓄能器，其中所述蓄能器是锂离子电池。
8.一种用于制造蓄能器（10）的方法，所述方法包括以下方法步骤：将检测介质（18）涂敷到所述蓄能器（10）的壳体上，所述检测介质用于检测至少一个在所述蓄能器（10）运行时位于所述壳体（12）内部的组分的反应产物，其中所述检测介质（18）具有电极，所述电极对于在所述蓄能器（10）运行时位于所述壳体（12）内部的组分的反应产物来说是敏感的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述检测介质（18）以涂层的形式涂敷到所述壳体（12）的外侧面上。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述蓄能器是锂离子电池。
11.一种检测介质（18）的应用，所述检测介质用于检测至少一个在蓄能器运行时位于蓄能器（10）的壳体（12）内部的组分的反应产物，所述检测介质用于制造蓄能器（10），其中所述检测介质（18）具有电极，所述电极对于在所述蓄能器（10）运行时位于所述壳体（12）内部的组分的反应产物来说是敏感的。
12.根据权利要求11所述的应用，其中所述蓄能器是锂离子电池。
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| PL3633754T3 (pl) * | 2018-10-05 | 2021-08-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Układ akumulatora dla pojazdu i sposób wykrywania sytuacji przegrzania układu akumulatora |
| US10992013B2 (en) | 2018-10-05 | 2021-04-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery system for a vehicle and method for detecting an overheat situation of the battery system |
| FR3115933A1 (fr) * | 2020-10-29 | 2022-05-06 | Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives | Système d'alimentation électrique |
| WO2023044889A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Medtrum Technologies Inc. | Analyte detection system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101047272A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | 索尼德国有限责任公司 | 电池泄漏检测系统 |
| CN102646856A (zh) * | 2011-02-16 | 2012-08-22 | 丰田自动车株式会社 | 电池系统和电池结构 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58106769A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| US4723656A (en) | 1987-06-04 | 1988-02-09 | Duracell Inc. | Battery package with battery condition indicator means |
| JP4085441B2 (ja) * | 1997-04-03 | 2008-05-14 | 三菱マテリアル株式会社 | フッ化ウラニル粉末の製造装置 |
| JP2000260402A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-22 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池パック |
| JP2002313353A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Nissho Kk | 電池の液漏れ検知シートおよび液漏れ検知機能付き電池 |
| JP3982282B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2007-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の寿命判定方法および電池 |
| JP2005251597A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Nec Tokin Corp | 電池装置 |
| KR100614399B1 (ko) * | 2004-11-29 | 2006-08-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬이온 이차전지 |
| JP4899313B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2012-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電池、電池の製造方法、及び電解液漏れ検査方法 |
| JP2012069320A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Nissan Motor Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US8877370B2 (en) * | 2010-11-12 | 2014-11-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack having a sensor a gas sensor in the cap assembly |
| JP5949130B2 (ja) * | 2012-05-16 | 2016-07-06 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池の製造方法 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101047272A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | 索尼德国有限责任公司 | 电池泄漏检测系统 |
| CN102646856A (zh) * | 2011-02-16 | 2012-08-22 | 丰田自动车株式会社 | 电池系统和电池结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE102012215883A1 (de) | 2014-03-13 |
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