CN112751143A - 电芯组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电芯组件及电子设备。电芯组件包括多个电芯、柔性电路板。电芯具有极耳；柔性电路板上设有连接线路，电芯设置于柔性电路板的表面上，连接线路电连接于多个电芯的极耳之间，以使多个电芯电连接；电芯之间形成有弯折间隙，柔性电路板沿弯折间隙弯折。本公开提高了电芯组件的形状变化灵活以及电芯之间连接的便利性。

Description

电芯组件及电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备领域，特别涉及一种电芯组件及电子设备。

背景技术

电子设备现在越来越普及，用户对电子设备的要求也越来越高。可穿戴电子设备，包括VR、AR、智能耳机、智能手环、穿戴手机等，这些可穿戴电子设备可以相应通过头箍、腕带等佩戴于人体上，与用户之间进行更好的交互。

在这些形状需要变化的电子设备中，一般都是在某个区域放置一块供电模块比如电池。然而，随着用户对电子设备的显示性能、续航性能越来越重视，无疑对供电模块提出了更高的要求。

然而，锂离子电池由于结构限制，外壳刚硬，不能够随着电子设备的形状变化而变化，因此锂离子电池在电子设备内的设置位置受到极大限制，极大的限制了电子设备的智能化发展。

发明内容

本公开的一个目的在于提出一种形状变化灵活的电芯组件。

为解决上述技术问题，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，本公开提供一种电芯组件，电芯组件包括：

多个电芯，所述电芯具有极耳；

柔性电路板，所述柔性电路板上设有连接线路，所述电芯设置于所述柔性电路板的表面上，所述连接线路电连接于所述多个电芯的极耳之间，以使所述多个电芯电连接；

所述电芯之间形成有弯折间隙，所述柔性电路板能够沿所述弯折间隙弯折。

根据本公开的另一个方面提出一种电子设备，包括本体以及所述的电芯组件；所述本体内具有电芯容置位，所述电芯组件容置于所述电芯容置位内。

本公开的电芯直接设置在柔性电路板上，使得柔性电路板承托多个电芯，因此由多个电芯和柔性电路板形成的电芯组件具有柔性，从而可以应用于具有变形能力的电子设备内。

并且，柔性电路板的设置能够使电芯之间的连接灵活性提高；即可以根据所需要达到的输出电压和输出电流，灵活的在柔性电路板上设计电芯之间连接线路的结构；而无需将每个电芯的输出均单独引出至另一单独的部件上，再进行串并联连接，因此这样会造成电芯的输出线路过长，电能消耗较多，且发热量较大；因此本公开中，通过在柔性电路板上的连接线路连接多个电芯的方式能够减少电能损耗，减少发热量。

综上，本公开提高了电芯组件的形状变化灵活以及电芯之间连接的便利性。

附图说明

图1是本实施例多个设置于柔性电路板上一实施例示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本实施例电芯组件中，电芯并联连接一实施例示意图；

图4是本实施例电芯组件中，电芯串联连接一实施例示意图；

图5是电芯极耳设置位置的一实施例的结构示意图；

图6是图5中电芯串联连接的一实施例示意图；

图7是电芯极耳设置位置的另一实施例的结构示意图；

图8是图7中电芯并联连接的一实施例示意图；

图9是多排电芯之间形成弯折通道的一实施例示意图；

图10是电子设备为头戴式电子设备的一实施例示意图。

附图标记说明如下：

1、电芯组件；10、柔性电路板；11、电芯；111、极耳；14、弯折间隙；131、主线；132、极耳连接线；133、串联线；134、并联线；151、第一弯折通道；152、第二弯折通道；153、第三弯折通道；154、第四弯折通道；

2、电子设备；21、佩戴部。

具体实施方式

尽管本公开可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本公开限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本公开的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本公开的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

本实施例所提出的电芯组件以及一种电子设备。该电子设备可以是配置有电池供电系统的智能终端、移动设备，该电子设备包括但不限于被设置成经由有线线路连接，如经由公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)、数字用户线路(digital subscriber line，DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络和/或经由例如，针对蜂窝网络、无线局域网(wireless local area network，WLAN)、诸如手持数字视频广播(digital video broadcasting handheld，DVB-H)网络的数字电视网络、卫星网络、调幅-调频(amplitu demodulation-frequency modulation，AM-FM)广播发送器，以及/或另一通信终端的无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“智能终端”。智能终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system，PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(global positioning system，GPS)接收器的个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。此外，该电子设备还可以包括但不限于诸如电子书阅读器、智能穿戴设备、移动电源(如充电宝、旅充)、电子烟、无线鼠标、无线键盘、无线耳机、蓝牙音箱等具有充电功能的可充电电子设备。

本实施例提出的具有柔性的电芯组件，能够用于可改变形状的电子设备内，以能够跟随电子设备的形状变化而相应改变形状，在为电子设备提供电能的同时，具有较好的形状变化灵活性。在以下实施例中，对电芯组件的具体实施例进行阐述。

请参阅图1和图2，其中，图1是本实施例多个设置于柔性电路板10上一实施例示意图，图2是图1的侧视图。

具体的，电芯组件1包括多个电芯11、柔性电路板10。其中，电芯11包括极耳111。可以理解的是，电芯11的极耳111具有正极耳和负极耳之分。柔性电路板10上设有连接线路，电芯11设置于柔性电路板10的表面上，连接线路电连接多个电芯11的极耳111之间，以使多个电芯11电连接；电芯11之间形成有弯折间隙14，柔性电路板10能够沿弯折间隙14弯折。

电芯11在此可以是锂电池电芯，也可以是铅蓄电池电芯。并且，电芯可以是能够被充电的二次电芯，也可以是不可被充电的一次电芯11。在此不限定。与本实施例中，当该电芯组件1应用于智能终端内时，其电芯11为二次锂电池电芯。

在一实施例中，多个电芯11可以具有不一样的尺寸、形状以及性能参数，这样能够根据所需要形成的弯折间隙14的位置，选择形状、尺寸的电芯11进行构建。还能够结合所要输出的的总电压和电芯11总电流，选择不同性能参数的电芯11进行搭配。其中性能参数包括电池内阻、容量、电压范围等。在本实施例中，设置多个电芯11的尺寸、形状以及性能参数均相同，或者差异不大，以提高多个电芯11之间连接线路设计的便利性，以及便于保护电路的设置，提高了电芯组件1的整体性能的均衡性和稳定性。

在一实施例中，柔性电路板10具有两个表面，所有电芯11可以分设在两个表面上，因此柔性电路板10每个表面上排布的电芯11可以较为稀疏，由此可以增大柔性电路板10的可弯折角度。在本实施例中，设置所有电芯11分布在柔性电路本的同一个表面上，以使电芯组件1整体上具较薄的厚度，能够更好的安装于电子设备内。

电芯11的结构大致可以分为电芯本体以及设置在电芯本体侧面的极耳111，电芯本体可以粘接于柔性电路板10的表面上。极耳111可以通过激光焊接或超声焊接连接于柔性电路板10表面。

本实施例中电芯11内包括多个极片层，极耳111可以从极片层的任意一层中引出。极片层可以是依次层叠的结构设置，也可以呈卷状设置。极耳111可以通过弯折以延伸贴合至柔性电路板10的板面上。在本实施例中，设置极耳111连接于靠近柔性电路板10的极片层上。由此从电芯本体延伸出的极耳111几乎可以不用弯折就可以贴合柔性电路板10的板面上，这样可以更好的保证极耳111与柔性电路板10连接的紧固性。

本实施例中的柔性电路板10具有可弯折性，当柔性电路板10越薄，其可弯折性越好。可以设置柔性电路板10的厚度不大于1毫米。电芯11设置于柔性电路板10的表面，从而与柔性电路板10形成一整体结构。柔性电路板10为电芯组件1提供了形变基础。通过合理排布多个电芯11在柔性电路板10上的位置，从而使电芯11之间形成有弯折间隙14。在柔性电路板10需要改变形状时，可以通过弯折间隙14进行弯折。

可以理解的是，弯折间隙14越多，柔性电路板10的形变灵活性就越好。在本实施例中，设置相邻两电芯11之间均具有一弯折间隙14。当然也可以是多个电芯11分成多组，电芯11组之间具有弯折间隙14；而每组电芯11内的多个电芯11之间可以紧密排列，以减少连接线路的铺设。

在本实施例中，连接线路铺设在柔性电路板10上，以电连接多个电芯11，从而使柔性电路板10上的电芯11全部串联连接，或全部并联连接，当然也可以是多个电芯11形成有串联电芯11单元和并联电芯11单元，以形成串并联结合的电路结构。

因此，本实施例中，通过将电芯11直接设置在柔性电路板10上，使得柔性电路板10承托多个电芯11，因此由多个电芯11和柔性电路板10形成的电芯组件1具有柔性，从而应用于可改变形状的电子设备内；

并且，柔性电路板10的设置使得电芯11之间的连接灵活性提高；即可以根据所需要达到的输出电压和输出电流，灵活的在柔性电路板10上设计电芯11之间连接线路的结构；而无需将每个电芯11的输出均单独引出至另一单独的部件上，再进行串并联连接，因此这样会造成电芯11的输出线路过长，电能消耗较多，且发热量较大；因此本实施例方案的电芯11连接方式能够减少电能消耗，减少发热量。

综上，本实施例提高了电芯组件1的形状变化灵活以及电芯11之间连接的便利性。

请参阅图3和图4。图3是本实施例电芯组件1中，电芯11并联连接一实施例示意图；图4是本实施例电芯组件1中，电芯11串联连接一实施例示意图。为了规范化设置连接线路与电芯11极耳111之间的连接。本方案中设置连接线路包括主线131路以及极耳连接线132；主线131路位于多个电芯11的同一侧，主线131路通过极耳连接线132与多个电芯11的极耳111连接。

具体的，主线131路包括正极线和负极线。正极线和负极线可以同时设置在所有电芯11的同一侧，也可以分设于所有电芯11相对的两侧。主线131路与每个电芯11极耳111之间的连接可以通过极耳连接线132进行连接。由此可以减少连接线路之间的交叉，有利于连接线路的规范化设置，方便柔性电路板10的制备。

当电芯组件1安装于电子设备内，其安装空间较小，因此要求电芯组件1的散热环境较为严苛。本实施例中，以通过缩减连接线路长度，为了进一步简短连接线路的长度，减少电芯组件1的散热。

本实施例中，为了配合连接线路设置电芯11的极耳111位置可以根据需要进行设计，并且极耳111的数量也可以根据需要设计。设置电芯11包括电芯本体以及极耳111，电芯本体具有有多个侧部，极耳111有多个，每极耳111设于多个侧部中的一个侧部上。需要解释的是，极耳111有正极耳和负极耳之分。即正极耳/负极耳可以有多个，且可以从电芯本体的任意一侧引出。

例如在一呈方形的电芯11上，其正极耳和负极耳通常从电芯11的顶侧伸出。因此为了减短连接线路长度，例如，可以设置顶侧均和底侧均有两个极性互异的极耳111。由此可以使得电芯11的顶侧和底侧均可以与其他电芯11进行连接。因此本实施例中极耳111的结构设置结合电芯11之间通过连接线路进行连接的方式，使得电芯11之间的连接具有较高的灵活性。

在本实施例中，在极耳111相连接的两电芯11之间，其中一电芯11的极耳111设置于该电芯11靠近另一电芯11极耳111的一侧，以缩短两电芯11之间连接线路的长度。即通过合理设置电芯11极耳111的位置以及数量，使得连接线路几乎只需铺设在相邻两电芯11之间，而不用跨越电芯本体与电芯11另一侧的极耳111连接。由此可以有效的减短连接线路的长度。

基于上述实施例可知，多个电芯11之间可以形成有串联电芯11单元或并联电芯11单元。在本实施例中，通过合理设置极耳111的位置，使得串联电芯11单元或并联电芯11单元中的连接线路能够得到有效的减短。

请参阅图5和图6。其中，对应于串联电芯11单元中的电芯11，其正极耳和负极耳分别从电芯本体的顶侧和底侧伸出(对应于图中5中电芯本体的左右两侧)。具体的，多个电芯11包括相邻的第一电芯11和第二电芯11；连接线路包括串联线133；第一电芯11的朝向第二电芯11的一侧具有一正极耳，第二电芯11朝向第一电芯11的一侧具有一负极耳，串联线133位于第一电芯11和第二电芯11之间的间隙，且串联连接第一电芯11的正极耳、第二电芯11的负极耳。因此，可以看出，串联线133仅仅分布于相邻两电芯11之间的间隙处。

请参阅图7和图8，对应于并联电芯11单元中的电芯11，顶侧均和底侧均有两个极性互异的极耳111。具体的，电芯11包括相邻的第三电芯11和第四电芯11；连接线路包括并联线134；第三电芯11的朝向第四电芯11的一侧具有一正极耳、一负极耳，第四电芯11的朝向第三电芯11的一侧具有一正极耳、一负极耳；并联线134有两条，且位于第三电芯11和第四电芯11之间的间隙，且一并联线134电连接第三电芯11的正极耳、第四电芯11的正极耳；另一并联线134电连接第三电芯11的负极耳、第四电芯11的负极耳。因此，可以看出，并联线134仅仅分布于相邻两电芯11之间的间隙处。

在以下实施例中，对电芯11在柔性电路板10上的排布实施例进行阐述。

在一实施例中，多个电芯11在柔性电路板10上排列形成至少一排，每排的电芯11依次排列。在此多个电芯11排列呈方阵的结构，也可以相邻排的电芯11交错排列。在一示例中，柔性电路板10呈长条形，电芯11在柔性电路板10上排列呈直线，相邻两电芯11之间形成有弯折间隙14。长条形的电芯组件1能够更好的适配佩戴型的电子设备内。

当电芯11排列呈一排时，相邻电芯11之间均具有弯折间隙14，并且为了便于连接线路的连接，设置每排的电芯11依次连接成串联电芯11单元或并联电芯11单元。

请参阅图9，进一步的，当电芯11有多排时，为了提高电芯组件1的弯折性能，增多电芯组件1的可弯折方向的数量。例如，使电芯组件1具有横向弯折、纵向弯折、斜向弯折的能力，因此柔性电路板10上需要至少有横向弯折通道，纵向弯折通道，斜向弯折通道。本实施例中设置多个电芯11在柔性电路板10的表面排列呈多排，由多排电芯11之间的弯折间隙14连通以形成有第一弯折通道151和第二弯折通道152，柔性电路板10能够沿第一弯折通道151或第二弯折通道152弯折弯折；第一弯折通道151和第二弯折通道152之间具有夹角。

在一实施例中第一弯折通道151沿柔性电路板10的纵向方向延伸，第二弯折通道152沿柔性电路板10的横向方向延伸。并且，第一弯折通道151的数量可以是多个，多个第一弯折通道151平行设置。第二弯折通道152的数量可以是多个，多个第二弯折通道152平行设置。

进一步的，在本实施例中，设置由多排电芯11之间的弯折间隙14连通还形成有第三弯折通道153和第四弯折通道154；柔性电路板10能够沿第三弯折通道153或第四弯折通道154弯折弯折；第一弯折通道151与第二弯折通道152之间的夹角呈80°～100°；第三弯折通道153与第四弯折通道154之间的夹角呈80°～100°，且第三弯折通道153与第一弯折通道151之间的夹角呈40°～50°。

在本实施例中，第一弯折通道151、第二弯折通道152、第三弯折通道153、第四弯折通道154大致形成米子形交叉样式。因此电芯组件1具有横向弯折、纵向弯折、斜向弯折的能力。

在本实施例中，电芯11通过连接线路的连接后，最终可以以一组正极线和一个负极线引出，也可以多组正极线和负极线引出。在正极线和负极线引出出可以设置电池保护板。电池保护板上可以配置保护电路以及监控电路，以保护和监控电芯组件1上的电芯11。当然电芯组件1用于输出电能的正极线和负极线可以直接连接至电子设备的主板上，而不用连接电池保护板。

在上述实施例中提到电芯组件1可以用于电子设备中。在以下实施例中，以电芯组件1应用于一些典型的电子设备为例进行说明。

在一实施例中，电子设备包括本体以及电芯组件1；本体内具有电芯11容置位，电芯组件1的形状与电芯11容置位的形状相适配。在一示例中，本体包括不可弯折的部分以及可弯折的部分。不可弯折的部分例如为硬质显示屏部分，可弯折部分例如为佩戴部，例如头箍等。而电芯组件1由于其形状可变，弯折性较好，因此可以设置在不可弯折的部分以及可弯折的部分。

当然，在一些实施例中，电子设备仅仅包括可弯折部分，例如具有柔性屏的手机。此时电芯组件1可以设置此类手机内，当手机弯折时，电芯11可以随之一同进行弯折。

在本实施例中，本体包括佩戴部，佩戴部呈弯曲状或可弯曲；电芯11容置位位于佩戴部内，且电芯11容置位的延伸方向与佩戴部形状对应。

在一示例中，请参阅图10，当电子设备2为头戴式电子设备时，佩戴部21为电子设备的头箍。头戴式电子设备可以为VR、AR、头戴式耳机等。

在另一示例中，当电子设备为具有腕带的电子设备时，佩戴部为腕带；具有腕带的电子设备可以是智能手表、智能手环等。

在另一示例中，当电子设备为智能腰带时，佩戴部为智能腰带的环腰部。该智能腰带能够根据佩戴者腰围的尺寸变化而自动调节围度，以保证佩戴舒适性。

本实施例通过利用上述实施例中的电芯组件1用于电子设备内以为电子设备供电，由于电芯组件1具有柔性而能够设置在电子设备发生弯折的部位，因此本实施例提高了电芯组件1设置位置的灵活性；

并且，由于电芯组件1均可以设置在电子设备的弯折部位和不可弯折部位，因此可以增大电芯组件1的尺寸，以增大电芯组件1的电芯11数量，从而提高电芯组件1的供电能力，使得电子设备的续航能力得以提高。

因此，本实施例的电子设备具有较好的电芯组件1位置设置的灵活性以及较优的续航能力。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种电芯组件，其特征在于，包括：

多个电芯，所述电芯具有极耳；

柔性电路板，所述柔性电路板上设有连接线路，所述电芯设置于所述柔性电路板的表面上，所述连接线路电连接于所述多个电芯的极耳之间，以使所述多个电芯电连接；

所述电芯之间形成有弯折间隙，所述柔性电路板能够沿所述弯折间隙弯折。

2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述连接线路包括主线路以及极耳连接线；

所述主线路位于所述多个电芯的同一侧，所述主线路通过所述极耳连接线与所述电芯的极耳连接。

3.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯包括电芯本体，所述电芯本体具有多个侧部，所述极耳有多个，所述极耳自所述多个侧部中的一个侧部延伸出。

4.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，在极耳相连接的两所述电芯之间，其中一所述电芯的极耳设置于该电芯靠近另一所述电芯极耳的一侧，以缩短两所述电芯之间连接线路的长度。

5.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯本体具有顶侧和底侧，所述顶侧与所述底侧的电极均有两个极性互异的极耳。

6.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述多个电芯包括相邻的第一电芯和第二电芯；所述连接线路包括串联线；

所述第一电芯朝向所述第二电芯的一侧具有一正极耳，所述第二电芯朝向所述第一电芯的一侧具有一负极耳，所述串联线位于所述第一电芯和第二电芯之间的间隙，且串联连接所述第一电芯的正极耳、所述第二电芯的负极耳。

7.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述多个电芯包括相邻的第三电芯和第四电芯；所述连接线路包括并联线；

所述第三电芯的朝向所述第四电芯的一侧具有一正极耳、一负极耳，所述第四电芯的朝向所述第三电芯的一侧具有一正极耳、一负极耳；

所述并联线有两条，且位于所述第三电芯和第四电芯之间的间隙，且一所述并联线电连接所述第三电芯的正极耳、所述第四电芯的正极耳；另一所述并联线电连接所述第三电芯的负极耳、所述第四电芯的负极耳。

8.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述多个电芯在所述柔性电路板上排列形成至少一排，每排的所述电芯依次排列。

9.根据权利要求8所述的电芯组件，其特征在于，所述多个电芯在所述柔性电路板的表面排列呈多排，由多排所述电芯之间的所述弯折间隙连通以形成有第一弯折通道和第二弯折通道，所述柔性电路板能够沿所述第一弯折通道或第二弯折通道弯折；

所述第一弯折通道和所述第二弯折通道之间具有夹角。

10.根据权利要求9所述的电芯组件，其特征在于，由多排所述电芯之间的所述弯折间隙连通形成有第三弯折通道和第四弯折通道；所述柔性电路板能够沿所述第三弯折通道或第四弯折通道弯折；

所述第一弯折通道与所述第二弯折通道之间的夹角呈80°～100°；

所述第三弯折通道与所述第四弯折通道之间的夹角呈80°～100°，且所述第三弯折通道与所述第一弯折通道之间的夹角呈40°～50°。

11.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯均位于所述柔性电路板的同一侧。

12.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯包括多个极片层，所述极耳连接于靠近所述柔性电路板的极片层上。

13.一种电子设备，其特征在于，包括本体以及如权利要求1至12任意一项所述的电芯组件；所述本体内具有电芯容置位，所述电芯组件容置于所述电芯容置位内。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述本体包括佩戴部，所述佩戴部呈弯曲状或可弯曲；

所述电芯容置位位于所述佩戴部内，且所述电芯容置位的延伸方向与所述佩戴部形状对应。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，

当所述电子设备为头戴式电子设备时，所述佩戴部为电子设备的头箍；

当所述电子设备为带有腕带的智能设备时，所述佩戴部为所述腕带；

当所述电子设备为智能腰带时，所述佩戴部为所述智能腰带的环腰部。

16.根据权利要求13至15任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括显示屏，所述显示屏为柔性屏。

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