CN218919211U - 一种锂离子电池及胶纸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池及胶纸，锂离子电池包括卷绕设置的正极片和负极片，锂离子电池还包括胶纸，胶纸设置在正极片的退膏区域；胶纸包括层叠设置的第一绝缘层和第一胶层，第一胶层的第一面与正极片的退膏区域相粘结，第一绝缘层通过第一胶层的第二面形成在正极片的退膏区域的表面；第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，第一区域通过过渡区域与第二区域连接，第一区域与第二区域距离第一胶层的第一面距离不同。本实用新型通过在胶纸中设置第一区域、第二区域以及之间的过渡区域，在锂电池中与正极片进行配合并设置在正极片的起始端，从而解决了电芯膨胀变形的问题，改善长期循环时的析锂情况。

Description

一种锂离子电池及胶纸

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及胶纸。

背景技术

随着锂电池技术的不断发展，人们对锂离子电池能量密度、快速充电能力以及充放电倍率提出了更高的要求。同时随着人们对电池能量密度和快充技术要求常规in-in卷绕式锂离子电池结构已经无法满足快速充电的需要，因此研发者开始将极耳移动到正负极片的3/4，1/3、1/2等处的位置，以此来降低电芯内阻，降低极化，优化充放电过程中极片上电流密度的分布，提高电池的快充能力。这种极耳中置结构需要满足负极片覆盖正极片的要求，从而防止边缘析锂的问题。此时需要裁切正极片以满足负极片盖过正极片3～5mm，这导致电芯在该位置留有缝隙，电芯内圈不平导致容易变形。此外，这种电芯在化成过程中还会导致极片承受的压力不均，界面粘接不良，电芯表面平整度差，进一步使得电芯在循环膨胀过程中所受应力不均匀，最终导致电芯膨胀变形的问题。

实用新型内容

本实用新型提供的一种锂离子电池及胶纸，解决了现有技术中出现电芯膨胀变形的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括卷绕设置的正极片和负极片，所述正极片上设置有涂膏区域和退膏区域，负极片上设置有涂膏区域，所述负极片涂膏区域的起始端要超出所述正极片涂膏区域的起始端，所述锂离子电池还包括胶纸，所述胶纸设置在所述正极片的退膏区域；

所述胶纸包括层叠设置的第一绝缘层和第一胶层，所述第一胶层的第一面与所述正极片的退膏区域相粘结，所述第一绝缘层通过所述第一胶层的第二面形成在所述正极片的退膏区域的表面；

所述第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，所述第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，所述第一区域与所述第二区域距离所述第一胶层的第一面距离不同。

可选的，所述第一区域的长度为所述负极片涂膏区域的起始端要超出所述正极片涂膏区域的起始端的长度，所述第一区域的长度位于3～5mm之间，所述第二区域的长度位于5～15mm之间。

可选的，沿着正极片的延伸方向，所述胶纸与所述正极片头部的涂膏区域相接触。

可选的，所述第一绝缘层与所述第一胶层接触的面为接触面，所述接触面为平面或与所述第一绝缘层的表面相匹配。

可选的，所述第一胶层背对所述第一绝缘层的表面为平面。

可选的，所述过渡区域的坡度位于30度-75度之间，沿着胶纸的长度方向所述第一区域与所述第二区域之间的距离位于2μm-5μm之间。

可选的，所述第一绝缘层的厚度沿所述第一绝缘层的表面依次变薄或为均一厚度。

第二方面，本实用新型还提供了一种胶纸，包括：层叠设置的第一绝缘层和第一胶层；

所述第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，所述第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，所述第一区域与所述第二区域距离所述第一胶层的距离不同；

所述过渡区域的坡度位于30度-75度之间，沿着胶纸的长度方向所述第一区域与所述第二区域之间的距离位于2μm-5μm之间。

可选的，所述第一绝缘层与所述第一胶层接触的面为接触面，所述接触面为平面或与所述第一绝缘层的表面相匹配。

可选的，所述第一胶层背对所述第一绝缘层的表面为平面。

可选的，所述第一绝缘层的厚度沿所述第一绝缘层的表面依次变薄或为均一厚度。

可选的，在胶纸处于包装结构的情况下，所述包装结构还包括第二绝缘层和第二胶层，所述第一绝缘层、所述第一胶层、所述第二绝缘层和所述第二胶层依次层叠设置。

可选的，在所述接触面为平面的情况下，所述第二绝缘层与所述第一绝缘层的结构相同或所述第一绝缘层与所述第二胶层的结构相同；

在所述接触面与所述第一绝缘层的表面相匹配时，所述第二胶层与所述第一胶层的结构相同，或所述第一胶层与所述第二绝缘层结构相同。

本实用新型提供了一种锂离子电池及胶纸，所述锂离子电池包括卷绕设置的正极片和负极片，所述正极片上设置有涂膏区域和退膏区域，负极片上设置有涂膏区域，所述负极片涂膏区域的起始端要超出所述正极片涂膏区域的起始端，所述锂离子电池还包括胶纸，所述胶纸设置在所述正极片的退膏区域，所述胶纸包括层叠设置的第一绝缘层和第一胶层，所述第一胶层的第一面与所述正极片的退膏区域相粘结，所述第一绝缘层通过所述第一胶层的第二面形成在所述正极片的退膏区域的表面；所述第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，所述第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，所述第一区域与所述第二区域距离所述第一胶层的第一面距离不同。本实用新型提供的一种锂离子电池，通过在胶纸中设置第一区域、第二区域以及之间的过渡区域，在锂电池中与正极片进行配合并设置在正极片的起始端，从而解决了电芯膨胀变形的问题，实现了提高电芯内圈平整度的效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的背景技术的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种胶纸的结构示意图之一；

图3为本实用新型提供的一种胶纸的结构示意图之二；

图4为本实用新型提供的一种胶纸的包装结构示意图之一；

图5为本实用新型提供的一种胶纸的包装结构示意图之二；

图6为本实用新型提供的一种胶纸的包装结构示意图之三；

图7为本实用新型提供的一种胶纸的包装结构示意图之四；

图8为本实用新型提供的一种锂离子电池的结构示意图之一；

图9为本实用新型提供的一种锂离子电池的结构示意图之二。

附图说明：胶纸100、正极片200、负极片300、第一绝缘层110、第一胶层120、第一区域111、过渡区域112、第二区域113、集流体160、活性物质层170、接触面130、第二绝缘层140、第二胶层150。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

图1为本实用新型背景技术的结构示意图，在锂电池的电池结构中，因极耳中置结构需要满足负极片300覆盖正极片200的要求，以防止边缘析锂的问题。此时需要裁切正极片200以满足负极片300盖过正极片200大约3～5mm，这导致电芯在该位置留有缝隙，电芯内圈不平。这种电芯在化成过程中还会导致极片承受的压力不均，界面粘接不良，电芯表面平整度差，进一步使得电芯在循环膨胀过程中所受应力不均匀，最终导致电芯膨胀变形，同时伴随着严重的析锂。

参阅图2和图3，图2和图3为本实用新型提供的胶纸的结构示意图，如图2所示，本实用新型提供的一种胶纸，胶纸设置在正极片的退膏区域；胶纸包括层叠设置的第一绝缘层110和第一胶层120，第一胶层120的第一面与正极片的退膏区域相粘结，第一绝缘层110通过第一胶层120的第二面形成在正极片的退膏区域的表面；第一绝缘层110的表面包括第一区域111、具有坡度的过渡区域112和第二区域113，第一区域111通过过渡区域112与第二区域113连接，第一区域111与第二区域113距离第一胶层120的第一面距离不同。

在本实施例中提供了一种胶纸，胶纸设置在锂离子电池的正极片的集流体160上，且胶纸与正极片的活性物质层170接触；该胶纸由第一绝缘层110和第一胶层120组成，其中，第一绝缘层110与第一胶层120层叠设置。

第一绝缘层110的表面包括第一区域111、第二区域113和设置在第一区域111与第二区域113之间的过渡区域112，该过渡区域112具有一定坡度，并且表面具有一定弧度，具体地的弧度类型可以根据实际情况进行适应性调整，另外，由于过渡区域112的存在，本实施例中的第一区域111和第二区域113的在垂直第一胶层120方向上的高度不同。

具体地，图3为本实用新型实施例中胶纸的另一种结构示意图，与图2中第一胶层120为厚度均一且第一绝缘层110由厚到薄的情况不同，在图3中，第一胶层120为由厚到薄且第一绝缘层110为厚度均一的情况。

所述胶纸分为第一绝缘层和第一胶层；其中第一绝缘层为聚合物层、美纹纸、格拉幸纸中的一种或多种，其中，聚合物层包括聚乙烯、聚丙烯(BOPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺、聚氨酯(PU)、中的一种或多种；胶层为压敏胶层，包括橡胶、硅胶、丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种。

本实用新型提供了一种胶纸，包括：层叠设置的第一绝缘层和第一胶层；第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，第一区域与第二区域距离第一胶层的距离不同。本实用新型提供的一种胶纸，通过在胶纸中设置第一区域、第二区域以及之间的过渡区域，在锂电池中与正极片进行配合并设置在正极片的起始端，从而解决电芯膨胀变形的问题，实现提高电芯内圈平整度的效果。

以下通过实施例进行说明：

实施例1

(1)负极浆料：

以人造石墨为负极活性材料，导电碳炭黑为导电剂、丁苯橡胶为粘接剂和羧甲基纤维素钠为增稠剂按照96.9：0.5：1.3：1.3的质量比加入到搅拌罐中，加入去离子水溶剂，按照公知的配料工艺进行充分搅拌，过150目的筛网，配成负极浆料，负极浆料固含量为40％～45％。

(2)负极涂布：

利用涂布机将负极浆料按照公知的涂布方式涂覆到铜箔上，在100℃温度下烘干，随后对负极片进行辊压分切，按照本实施例的需求裁切的极片宽度为72mm±0.2mm，有效涂膏长度为1129mm±1mm，头部空箔为30mm±1mm，单面涂膏厚度55μm，最终得到该实施例需求的负极片。

(3)正极浆料：

以钴酸锂为正极活性物质、导电剂和粘结剂按照97.2：1.5：1.3的质量比加入到搅拌罐中，加入NMP溶剂，按照公知的配料工艺进行充分搅拌，过200目的筛网，配成正极浆料，正极浆料固含量为70％～75％。

(4)正极涂布：

利用涂布机将正极浆料按照公知的涂布方式涂覆到铝箔上，在120℃温度下烘干，随后对正极片进行辊压分切，按照本实施例的需求裁切的极片宽度为69mm±0.2mm，有效涂膏长度为1124mm±1mm，头部空箔为30mm±1mm，单面涂膏厚度45μm，随后在正极片的头部贴本专利实用新型的胶纸，需要进行说明的是，正极片的头部是指设置在卷绕结构最内部的正极片的起始端，采用图2的方式，该胶纸左端与正极涂膏紧挨着，该胶纸的胶层厚度为4μm，为水平状；胶纸的第一区域的总厚度为45μm±2μm，其中第一胶层厚度为4μm，第一绝缘层厚度为41μm±2μm，第一区域的长度为3mm±1mm，过渡区域的长度为3μm，第二区域的长度为12mm±1mm，正极片的头部的两个面均贴该胶纸，最终得到该实施例需求的正极片。

(5)隔膜：采用聚乙烯材质作为隔膜基膜，厚度5μm，隔膜的两面分别涂覆氧化铝陶瓷+PVDF胶混合物；其面密度为3.5g/m²(市面所售卖的)。

(6)组装电芯：

将上述第(1)步至第(5)步制备的正极片和负极片及隔膜一起卷绕形成电芯，电芯头部如图9所示，负极片300覆盖正极片200，因此通过在正极片200的头部设置胶纸100并且胶纸100存在弯折部分与负极片300的弯折部分相对应。用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，采用热压化成工艺化成即可得到电芯。

随后按照上述实施例卷绕成锂离子电池：隔膜E面对负极片，隔膜A面对正极片，电解液的制备过程为：碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)按照重量比约为1:1:0.5:1混合而成的溶剂中，加入LiPF₆混合均匀，其中LiPF₆的浓度约1mol/L，混合均匀得到电解液。

实施例2

与实施例1不同之处在于采用图2的方式，该胶纸左端与正极涂膏紧挨着，其形状与胶层贴合；胶纸第一区域的总厚度为45μm±2μm，其中绝缘层厚度为4μm，第一胶层厚度为41μm±2μm，第一区域的长度为3mm±1mm，过渡区域的长度为3μm，第二区域的长度为12mm±1mm，正极头部极片的两个面均贴该胶纸，需要进行说明的是，图2中的结构为示意图，不代表相应的尺寸关系。

对比例1

与实施例1和实施例2的不同之处在于正极片头部无空箔，在卷绕时卷绕起始端，正极退后负极3mm，进行卷绕，这样可以实现负极覆盖正极的目的，但是这导致电芯在该位置留有缝隙，电芯内圈不平导致容易变形。

随后将制备的电池在25℃的条件下3C/0.7C充放电制度下循环，并在200T\700T拆解确认其析锂程度，采用0、1、2、3、4、5代表析锂程度，数值越大析锂越严重，同时期容量保持率和膨胀见下表1所示：

表1

由表1可知，与对比例1相比，实施例1和实施例2的电池循环容量保持率较高，循环膨胀率低，有效地解决了现有技术中结构引起的电芯膨胀率高的问题，同时，析锂情况也得到了很好的改善。

在本实施例中，胶纸包括两种结构，第一种如图2，第一胶层120的表面均为平面，第一胶层120厚度是均一的，第一绝缘层110由厚逐渐变薄，第一胶层120的厚度位于2μm-14μm之间，第一绝缘层110的厚度根据锂离子电池内部正极片单层涂膏的厚度来进行改变，第二区域中第一绝缘层110的厚度在2μm-14μm之间。第二种如图3，第一绝缘层110厚度是均一的，第一胶层120的厚度逐渐变薄，第一绝缘层110的厚度为2μm-14μm；第一胶层120的厚度根据锂离子电池内部正极片单层涂膏的厚度来进行改变，第二区域中第一胶层120的厚度在2μm-14μm之间。

在另一些实施方式中，第一绝缘层110与第一胶层120接触的面为接触面130，接触面130为平面或与第一绝缘层110的表面相匹配。

可选的，第一胶层120背对第一绝缘层110的表面为平面。

可选的，过渡区域的坡度位于30度-75度之间，沿着胶纸的长度方向第一区域与第二区域之间的距离位于2μm-5μm之间。

可选的，第一区域的长度为负极片超出正极片的长度，第一区域的长度位于3～5mm之间，第二区域的长度位于5～15mm之间。

在另一些实施方式中，上述实施例中的胶纸为了方便运输和进行售卖，需要在生产过程中将两张胶纸进行贴合，使得胶纸平整便于收卷、运输和售卖。具体地，参阅图4、图5、图6和图7，图4、图5、图6和图7分别为不同的包装情况。在图4和图6中为接触面130为平面的情况，在图5和图7中为接触面130与第一绝缘层110的表面相匹配的情况，需要进行说明的是，接触面130与第一绝缘层110的表面相匹配的情况是指接触面130与第一绝缘层110的表面均为曲面，但能够很好的贴合。

在本实施例中，在图4中，第二绝缘层140的上表面为平面，下表面为曲面；第二胶层150的上表面为曲面，下表面为曲面；第一绝缘层110的上表面为曲面，下表面为平面；第一胶层120的上表面为平面，下表面为平面。

在图5中，第二绝缘层140的上表面为平面，下表面为平面；第二胶层150的上表面为平面，下表面为曲面；第一绝缘层110的上表面为曲面，下表面为曲面；第一胶层120的上表面为曲面，下表面为平面。

在图6中，第二绝缘层140的上表面为平面，下表面为平面；第二胶层150的上表面为平面，下表面为曲面；第一绝缘层110的上表面为曲面，下表面为平面；第一胶层120的上表面为平面，下表面为平面。

在图7中，第二绝缘层140的上表面为平面，下表面为曲面；第二胶层150的上表面为曲面，下表面为曲面；第一绝缘层110的上表面为曲面，下表面为曲面；第一胶层120的上表面为曲面，下表面为平面。

在本实施例中，在运输过程中使用图4-7中的结构进行运输，在使用状态下，保留第一绝缘层110和第一胶层120，其他部分舍弃，通过上述的多种包装结构，使得不同的胶纸在运输过程中更加平整，有利于胶纸的收卷。

参阅图8和图9，本实用新型还提供了一种锂离子电池，锂离子电池包括卷绕设置的正极片200和负极片300，正极片200上设置有涂膏区域和退膏区域，负极片300上设置有涂膏区域，负极片300涂膏区域的起始端要超出正极片200涂膏区域的起始端，锂离子电池还包括胶纸100，胶纸100设置在正极片200的退膏区域；图8中，负极片300覆盖正极片200，因此通过在正极片200的头部设置胶纸100覆盖并且超过负极片300。如图9中的区别在于，相对于图8，图9中负极片300和正极片200还存在弯折部分，图8和图9属于不同的实施方式。

如图8和图9所示，其在锂离子电池中的应用为在正极片200的头部靠近涂膏的边缘贴上述胶纸100，以解决电芯膨胀变形的问题，提高电芯内圈平整度，改善长期循环时的析锂状况。

本实用新型提供的锂离子电池，包括卷绕设置的正极片、负极片和胶纸，胶纸设置在正极片的退膏区域，胶纸包括层叠设置的第一绝缘层和第一胶层，第一胶层的第一面与正极片的退膏区域相粘结，第一绝缘层通过第一胶层的第二面形成在正极片的退膏区域的表面；第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，第一区域通过过渡区域与第二区域连接，第一区域与第二区域距离第一胶层的第一面距离不同。本实用新型通过在胶纸中设置第一区域、第二区域以及之间的过渡区域，在锂电池中与正极片进行配合并设置在正极片的起始端，从而解决了电芯膨胀变形的问题，实现了提高电芯内圈平整度的效果，改善长期循环时的析锂状况。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种锂离子电池，所述锂离子电池包括卷绕设置的正极片和负极片，所述正极片上设置有涂膏区域和退膏区域，负极片上设置有涂膏区域，所述负极片涂膏区域的起始端要超出所述正极片涂膏区域的起始端，其特征在于，所述锂离子电池还包括胶纸，所述胶纸设置在所述正极片的退膏区域；

所述胶纸包括层叠设置的第一绝缘层和第一胶层，所述第一胶层的第一面与所述正极片的退膏区域相粘结，所述第一绝缘层通过所述第一胶层的第二面形成在所述正极片的退膏区域的表面；

所述第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，所述第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，所述第一区域与所述第二区域距离所述第一胶层的第一面距离不同。

2.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一区域的长度为所述负极片涂膏区域的起始端要超出所述正极片涂膏区域的起始端的长度，所述第一区域的长度位于3～5mm之间，所述第二区域的长度位于5～15mm之间。

3.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，沿着正极片的延伸方向，所述胶纸与所述正极片头部的涂膏区域相接触。

4.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一绝缘层与所述第一胶层接触的面为接触面，所述接触面为平面或与所述第一绝缘层的表面相匹配。

5.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一胶层背对所述第一绝缘层的表面为平面。

6.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，所述过渡区域的坡度位于30度-75度之间，沿着胶纸的长度方向所述第一区域与所述第二区域之间的距离位于2μm-5μm之间。

7.根据权利要求1中所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度沿所述第一绝缘层的表面依次变薄或为均一厚度。

8.一种胶纸，其特征在于，包括：层叠设置的第一绝缘层和第一胶层；

所述第一绝缘层的表面包括第一区域、具有坡度的过渡区域和第二区域，所述第一区域通过所述过渡区域与所述第二区域连接，所述第一区域与所述第二区域距离所述第一胶层的距离不同；

所述过渡区域的坡度位于30度-75度之间，沿着胶纸的长度方向所述第一区域与所述第二区域之间的距离位于2μm-5μm之间。

9.根据权利要求8中所述的胶纸，其特征在于，所述第一绝缘层与所述第一胶层接触的面为接触面，所述接触面为平面或与所述第一绝缘层的表面相匹配。

10.根据权利要求8中所述的胶纸，其特征在于，所述第一胶层背对所述第一绝缘层的表面为平面。

11.根据权利要求8中所述的胶纸，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度沿所述第一绝缘层的表面依次变薄或为均一厚度。

12.根据权利要求9中所述的胶纸，其特征在于，在胶纸处于包装结构的情况下，所述包装结构还包括第二绝缘层和第二胶层，所述第一绝缘层、所述第一胶层、所述第二绝缘层和所述第二胶层依次层叠设置。

13.根据权利要求12中所述的胶纸，其特征在于，在所述接触面为平面的情况下，所述第二绝缘层与所述第一绝缘层的结构相同或所述第一绝缘层与所述第二胶层的结构相同；

在所述接触面与所述第一绝缘层的表面相匹配时，所述第二胶层与所述第一胶层的结构相同，或所述第一胶层与所述第二绝缘层结构相同。

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