DE102014225361A1 - Battery cell with integrated ultrasonic generator - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Batteriezelle (10) mit einem Verbund (8) umfassend eine Anode (1), eine Kathode (4) und einen Separator (7), welcher zwischen der Anode (1) und der Kathode (4) angeordnet ist, wobei der Verbund (8) vorzugsweise in gewickelter Form vorliegt, und einem Gehäuse (16) beschrieben, in welchem der Verbund (8) angeordnet ist, wobei in die Batteriezelle (10) ein Ultraschallerzeuger (12) integriert ist.There is a battery cell (10) with a composite (8) comprising an anode (1), a cathode (4) and a separator (7) which is arranged between the anode (1) and the cathode (4), wherein the Composite (8) is preferably present in wound form, and a housing (16) in which the composite (8) is arranged, wherein in the battery cell (10) an ultrasonic generator (12) is integrated.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batteriezelle, in welche ein Ultraschallerzeuger integriert ist, sowie auf ein Verfahren zum Betrieb derselben nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to a battery cell in which an ultrasonic generator is integrated, and to a method of operating the same according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Eine Batteriezelle ist ein elektrochemischer Energiespeicher, der bei seiner Entladung die gespeicherte chemische Energie durch eine elektrochemische Reaktion in elektrische Energie umwandelt. Es zeichnet sich ab, dass in der Zukunft sowohl bei stationären Anwendungen, wie Windkraftanlagen, in Kraftfahrzeugen, die als Hybrid- oder Elektrokraftfahrzeuge ausgelegt sind, wie auch bei Elektronikgeräten neue Batteriesysteme zum Einsatz kommen werden, an die sehr hohe Anforderungen bzgl. Zuverlässigkeit, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gestellt werden. Aufgrund ihrer großen Energiedichte werden insbesondere Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher für elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge verwendet.A battery cell is an electrochemical energy storage device that, when discharged, converts the stored chemical energy into electrical energy through an electrochemical reaction. It is becoming apparent that in the future both in stationary applications, such as wind turbines, in motor vehicles, which are designed as hybrid or electric motor vehicles, as well as electronic devices, new battery systems will be used, to the very high demands in terms of reliability, safety , Efficiency and lifetime are provided. Due to their high energy density, lithium-ion batteries are used in particular as energy stores for electrically powered motor vehicles.

In der US 5436548 A ist ein System zum Laden sowie zum Entladen einer Batterie beschrieben, wobei während des Ladens und Entladens ein Vibrationsmechanismus aktiv ist, welcher Ultraschallwellen aussendet, um die lieferbare Kapazität der Batterie zu erhöhen. In the US 5436548 A a system for charging and discharging a battery is described, wherein during the loading and unloading, a vibration mechanism is active, which emits ultrasonic waves to increase the available capacity of the battery.

In der JP 10241668 A ist eine Batterie mit einem nicht-wässrigen Elektrolyten und einer negativen Elektrode, deren Aktivmaterial ein Alkalimetall umfasst offenbart, wobei von ausserhalb der Batterie Ultraschallwellen, die von einem auf einer Anode angeordneten Ultraschallerzeuger erzeugt werden und zumindest während des Ladens der Batterie über die Anode in die Batteriezelle eingestrahlt werden.In the JP 10241668 A is a battery comprising a nonaqueous electrolyte and a negative electrode, the active material of which comprises an alkali metal, wherein from outside the battery, ultrasonic waves generated by an ultrasonic generator disposed on an anode and at least during charging of the battery via the anode in the Battery cell are irradiated.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Batteriezelle mit einem Gehäuse und einem Verbund umfassend eine Anode, eine Kathode und einen Separator, mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche bereitgestellt, sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben. According to the invention, a battery cell is provided with a housing and a composite comprising an anode, a cathode and a separator, with the characterizing features of the independent claims, and a method for operating the same.

Dies beruht insbesondere darauf, dass in die Batteriezelle ein Ultraschallerzeuger integriert ist. Die erfindungsgemäße Batteriezelle weist einen Verbund, umfassend eine Anode, eine Kathode und einen Separator, welcher zwischen der Anode und der Kathode angeordnet ist, auf. Der Verbund liegt vorzugsweise in einer gewickelten Form vor. Hierbei werden die Anode, der Separator und die Kathode übereinander gelagert und aufgewickelt. Der Verbund ist von einem Gehäuse umgeben. Desweiteren umfasst die Batteriezelle einen Elektrolyten, beispielsweise eine ionenleitende Flüssigkeit, welche Lithium-Ionen zwischen den Elektroden hin – und her transportiert. Die Konzentration an Lithium-Ionen ist an der Elektrode, welche Lithium-Ionen einlagert, am niedrigsten und an der Elektrode, welche Lithium-Ionen auslagert, am größten. Oftmals ist dieser Massetransport in der Batteriezelle durch Transportphänomene, wie beispielsweise Konzentrationsgradienten im Elektrolyten, limitiert. Dadurch ist auch die Reaktionsrate der Lithium-Ionen und somit der maximale Ladestrom der Batteriezelle limitiert. Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Batteriezelle ist, dass durch einen in die Batteriezelle integrierten Ultraschallerzeuger Ultraschall erzeugt wird. Hierzu umfasst der Ultraschallerzeuger eine piezoelektrische Komponente, beispielsweise einen Quarz oder ein Piezo-Zirkonat-Citanat, welche Strom in mechanische Ultraschallschwingungen umwandelt. Ultraschall breitet sich in flüssigen Medien, wie beispielsweise dem Elektrolyten, in Form einer Longitudinalwelle fort. In Folge des Ultraschallwechseldruckes kommt es dabei zu Verdichtungen und Verdünnungen des Elektrolyten, wodurch eine Konvektion erzwungen wird. Dadurch werden Transportlimitationen, welche beispielsweise durch Konzentrationsgradienten der Lithium-Ionen in einem Elektrolyten hervorgerufen werden, überwunden oder zumindest deutlich abgeschwächt. Durch die erzwungene Konvektion ist somit auch der Ladestrom der Batteriezelle höher, wodurch die Batteriezelle leistungsfähiger ist im Vergleich zu Batteriezellen ohne integrierten Ultraschallerzeuger. So wird die Leistung der Batteriezelle auf einem natürlichen Weg verbessert, ohne dass Änderungen des chemischen Systems der Batteriezelle vorgenommen werden müssen. Desweiteren ist es besonders vorteilhaft, dass der Ultraschallerzeuger in der Batteriezelle selbst angeordnet ist, so dass die Ultraschallwellen keine weiten Wege bis zu ihrem Wirkungsort zurücklegen müssen. Je kürzer der zurückzulegende Weg ist, desto weniger werden die Ultraschallwellen abgeschwächt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Verbund die Innenwände des Gehäuses nicht berührt. Desweiteren ist der Ultraschallerzeuger so durch das Gehäuse vor äußeren Einflüssen, beispielsweise Stößen, welche zu einer Verformung und somit einer Funktionsminderung führen können, geschützt.This is based in particular on the fact that an ultrasonic generator is integrated in the battery cell. The battery cell according to the invention comprises a composite comprising an anode, a cathode and a separator, which is arranged between the anode and the cathode. The composite is preferably in a wound form. In this case, the anode, the separator and the cathode are stored one above the other and wound up. The composite is surrounded by a housing. Furthermore, the battery cell comprises an electrolyte, for example an ion-conducting liquid, which transports lithium ions back and forth between the electrodes. The concentration of lithium ions is the lowest at the electrode storing lithium ions and the largest at the electrode which deposits lithium ions. Often, this mass transport in the battery cell is limited by transport phenomena, such as concentration gradients in the electrolyte. As a result, the reaction rate of lithium ions and thus the maximum charging current of the battery cell is limited. An advantage of the battery cell according to the invention is that ultrasound is generated by an ultrasonic generator integrated in the battery cell. For this purpose, the ultrasonic generator comprises a piezoelectric component, for example a quartz or a piezo-zirconate citanate, which converts current into mechanical ultrasonic vibrations. Ultrasound propagates in liquid media, such as the electrolyte, in the form of a longitudinal wave. As a result of the ultrasonic pressure change it comes to densifications and dilutions of the electrolyte, whereby a convection is forced. As a result, transport limitations, which are caused for example by concentration gradients of lithium ions in an electrolyte, overcome or at least significantly attenuated. As a result of the forced convection, the charging current of the battery cell is thus also higher, as a result of which the battery cell is more efficient compared to battery cells without integrated ultrasound generator. Thus, the performance of the battery cell is improved in a natural way, without having to make changes to the chemical system of the battery cell. Furthermore, it is particularly advantageous that the ultrasound generator is arranged in the battery cell itself, so that the ultrasonic waves do not have to travel long distances to their place of action. The shorter the distance to travel, the less the ultrasonic waves are attenuated. This is particularly advantageous if the composite does not touch the inner walls of the housing. Furthermore, the ultrasonic generator is so protected by the housing from external influences, such as shocks, which can lead to deformation and thus a reduction in functionality.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Batteriezelle ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the present battery cell will become apparent from the dependent claims.

So ist es von Vorteil, wenn der Ultraschallerzeuger plattenförmig ausgestaltet ist, da die Anbringung an beispielsweise ebenen Flächen innerhalb der Batteriezelle somit einfach ist. Thus, it is advantageous if the ultrasound generator is designed plate-shaped, since the attachment to, for example, flat surfaces within the battery cell is thus easy.

Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn der Ultraschallerzeuger ein Metall oder einen Kunststoff umfasst, da diese Materialien chemisch beständig sind und in der Umgebung eines Elektrolyten keinen Schaden nehmen. Die piezielektrische Komponente des Ultraschallerzeugers steht hierbei beispielsweise in physischem Kontakt zu dem Metall oder dem Kunststoff des Ultraschallerzeugers, beispielsweise ummantelt das Metall oder der Kunststoff die piezoelektrische Komponente zumindest teilweise oder die piezpelektrische Komponente ist an eine Außenfläche des Metalls oder des Kunststoffs angebracht. Die piezoelektrische Komponente des Ultraschallerzeugers ist mit dem Metall oder dem Kunststoff des Ultraschallerzeugers beispielsweise mittels Kleben, Aufdrucken, Metallisieren, Klemmen oder Bedampfen verbunden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Metall des Ultraschallerzeugers Aluminium umfasst, da dieses ein geringes Gewicht aufweist und zudem kostengünstig und in großen Mengen verfügbar ist. Desweiteren kann der Ultraschallerzeuger einen Stahl umfassen, welcher sehr korrosionsbeständig ist und eine hohe Lebensdauer mit sich bringt. Alternativ umfasst der Ultraschallerzeuger Nickel, welches sehr beständig gegen Elemente wie beispielsweise Wasser, Luft oder Säuren ist. Furthermore, it is advantageous if the ultrasound generator comprises a metal or a plastic, since these materials are chemically resistant and do not damage the environment of an electrolyte. For example, the piezoelectric component of the ultrasonic generator is in physical contact with the metal or plastic of the ultrasonic generator; for example, the metal or plastic encases the piezoelectric component at least partially, or the piezoelectric component is attached to an outer surface of the metal or plastic. The piezoelectric component of the ultrasonic generator is connected to the metal or the plastic of the ultrasonic generator, for example by means of gluing, printing, metallizing, clamping or steaming. It is particularly advantageous if the metal of the ultrasonic generator comprises aluminum, since this has a low weight and is also available at low cost and in large quantities. Furthermore, the ultrasonic generator may comprise a steel which is very resistant to corrosion and has a long service life. Alternatively, the ultrasonic generator comprises nickel, which is highly resistant to elements such as water, air or acids.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Ultraschallerzeuger unmittelbar an dem Verbund der Batteriezelle angebracht. Somit ist er unmittelbar dort lokalisiert, wo die durch ihn erzeugten Ultraschallwellen wirken sollen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Ablenkung oder Abschwächung der Ultraschallwellen verringert ist.In a particularly advantageous embodiment, the ultrasound generator is attached directly to the composite of the battery cell. Thus, it is located immediately where the ultrasonic waves generated by it are to act, thereby reducing the likelihood of deflection or attenuation of the ultrasonic waves.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Ultraschallerzeuger auf eine Innenseite des Gehäuses aufgebracht. Dies können die Bodenfläche, die Seitenflächen oder die Deckelfläche des Gehäuses sein. Vorteilhaft hierbei ist, dass ausserhalb der Batteriezelle kein Platz für den Ultraschallerzeuger benötigt wird. Dies spielt beispielsweise beim Aufbau von Modulen und Packs aus Batteriezellen eine Rolle. Eine Anbringung des Ultraschallerzeugers auf einer Innenseite des Gehäuses ist zudem vorteilhaft, da die Befestigung des Ultraschallerzeugers dort einfach ist. In a further particularly advantageous embodiment, the ultrasound generator is applied to an inner side of the housing. These may be the bottom surface, the side surfaces or the top surface of the housing. The advantage here is that outside the battery cell no space for the ultrasonic generator is needed. This plays a role, for example, in the construction of modules and packs of battery cells. An attachment of the ultrasound generator on an inside of the housing is also advantageous because the attachment of the ultrasound generator is easy there.

In einer alternativen, besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Ultraschallerzeuger über ein Federelement mit der Innenseite des Gehäuses verbunden, wodurch Dämpfungen der Ultraschallwellen vermieden werden. Desweiteren kann der Ultraschallerzeuger durch das Federelement flexibel auf äußere Einflüsse wie beispielswiese Stöße reagieren, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Ultraschallerzeugers gesenkt wird.In an alternative, particularly advantageous embodiment of the ultrasonic generator is connected via a spring element with the inside of the housing, whereby damping of the ultrasonic waves are avoided. Furthermore, the ultrasound generator can react flexibly by the spring element to external influences such as shocks, whereby the risk of damage to the ultrasound generator is lowered.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Ultraschallerzeuger über einen Stromableiter der Batteriezelle mit Strom versorgt. Auf diese Weise muss keine weitere Stromzuführung in der Batteriezelle installiert werden.In an advantageous embodiment, the ultrasound generator is supplied with power via a current conductor of the battery cell. In this way, no additional power supply must be installed in the battery cell.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Ultraschallerzeuger an einem Stromableiter der Batteriezelle selbst angebracht ist, da der Ultraschallerzeuger so auf einfache Weise mit der Stromzufuhr des Stromableiters verbunden werden kann.It is particularly advantageous here if the ultrasound generator is attached to a current conductor of the battery cell itself, since the ultrasound generator can be so easily connected to the power supply of the current collector.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform hat der Ultraschallerzeuger gleichzeitig die Funktion einer Kühlplatte in der Batteriezelle. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Bauteil zwei Funktionen übernimmt und somit Platz in der Batteriezelle, bzw. bei einer sonst außerhalb der Batteriezelle angebrachten Kühlung, Platz in der Batterie eingespart wird. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Batteriezellen, in welchen mehrere Verbunde angeordnet sind geeignet. Vorteilhafterweise ist die Kühlplatte ausgebildet, die Batteriezelle zu temperieren, wodurch die Batteriezelle je nach Bedarf geheizt oder gekühlt werden kann. Ist der Ultraschallerzeuger in einer vorteilhaften Ausführungsform direkt an dem Verbund der Batteriezelle angeordnet, so befindet sich die Kühlplatte vorteilhafterweise zum einen direkt dort, wo beispielsweise zu Beginn des Betriebs der Batteriezelle geheizt werden muss und zum anderen am Entstehungsort der Wärme in der Batteriezelle, beispielsweise nach einer Anfangszeit des Betriebs der Batteriezelle, wodurch der Verbund direkt dort gekühlt werden kann.In a further particularly preferred embodiment, the ultrasound generator simultaneously has the function of a cooling plate in the battery cell. The advantage here is that a component takes on two functions and thus space in the battery cell, or in a otherwise outside the battery cell mounted cooling, space in the battery is saved. This embodiment is particularly suitable for battery cells in which a plurality of composites are arranged. Advantageously, the cooling plate is designed to temper the battery cell, whereby the battery cell can be heated or cooled as needed. If, in an advantageous embodiment, the ultrasound generator is arranged directly on the composite of the battery cell, then the cooling plate is advantageously located directly where, for example, the battery cell must be heated at the beginning of operation and, for example, at the point of origin of the heat in the battery cell an initial period of operation of the battery cell, whereby the composite can be cooled directly there.

In einer weiteren Ausführungsform hat der Ultraschallerzeiger gleichzeitig die Funktion eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, eines Drucksensors oder eines chemischen Sensors, beispielsweise zur Detektion der Zusammensetzung des Elektrolyten. Mithilfe solcher Sensoren werden beispielswiese sicherheitsrelevante und/oder altersbedingte Kenngrößen erfasst, mithilfe derer der Batteriezellzustand überwacht wird, was zuverlässigen Schutz beispielsweise vor ungewollten chemischen Reaktionen, Kurzschlüssen und Bränden in der Batteriezelle bietet. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Bauteil zwei Funktionen übernimmt und somit Platz in der Batteriezelle eingespart wird.In a further embodiment, the ultrasound pointer simultaneously has the function of a sensor, in particular a temperature sensor, a pressure sensor or a chemical sensor, for example for detecting the composition of the electrolyte. By means of such sensors, for example, safety-relevant and / or age-related parameters are recorded, with the aid of which the battery cell state is monitored, which provides reliable protection against, for example, unwanted chemical reactions, short-circuits and fires in the battery cell. The advantage here is that a component takes on two functions and thus space is saved in the battery cell.

In einer weiteren Ausführungsform hat der Ultraschallerzeuger gleichzeitig die Funktion einer Referenzelektrode. Eine Referenzelektrode ist eine Elektrode mit einem konstanten Gleichgewichtspotential, das sich schnell und reproduzierbar einstellt und als Bezugspunkt für die Messung von relativen Potentialen anderer Elektroden dient. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Bauteil zwei Funktionen übernimmt und somit Platz in der Batteriezelle eingespart wird. Desweiteren ist eine Platzierung nahe des Verbundes sowohl für den Ultraschallerzeuger als auch für die Referenzelektrode sinnvoll.In a further embodiment, the ultrasound generator simultaneously has the function of a reference electrode. A reference electrode is an electrode with a constant equilibrium potential which adjusts rapidly and reproducibly and serves as a reference point for the measurement of relative potentials of other electrodes. The advantage here is that a component takes on two functions and thus space is saved in the battery cell. Furthermore, placement near the composite is useful for both the ultrasound generator and the reference electrode.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführugnsform ist der Ultraschallerzeuger in den Wickelkern, um welchen der Verbund bei seiner Herstellung gewickelt wird, integriert oder der Ultraschallerzeuger hat gleichzeitig die Funktion eines Wickelkerns. Der Wickelkern verbleibt dann in der Batteriezelle. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Bauteil zwei Funktionen übernimmt und somit Platz in der Batteriezelle eingespart wird. In a further advantageous embodiment, the ultrasound generator is integrated into the winding core around which the composite is wound during its manufacture, or the ultrasound generator simultaneously has the function of a winding core. The winding core then remains in the battery cell. The advantage here is that a component takes on two functions and thus space is saved in the battery cell.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform sind in dem Gehäuse der Batteriezelle mindestens zwei Verbunde aus Anode, Kathode und einem Separator angeordnet. Auf diese Weise wird viel Material eingespart, da nur ein Zellgehäuse benötigt wird. Somit sinken die Herstellungskosten wie auch das Gewicht der Batteriezelle. Insbesondere vorteilhaft hierbei ist, dass die spezifische Energie in Wh/kg sowie die Energiedichte in Wh/L durch das eingesparte Material steigen. In dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, dass der Ultraschallerzeuger innerhalb der Batteriezelle lokalisiert ist, da so keine Abschwächung der Ultraschallwellen auftritt, besonders dann wenn die Verbunde die Innenwände des Gehäuses nicht berühren.In a further particularly advantageous embodiment, at least two composites of anode, cathode and a separator are arranged in the housing of the battery cell. In this way, a lot of material is saved because only one cell housing is needed. Thus, the manufacturing costs as well as the weight of the battery cell decrease. Particularly advantageous here is that the specific energy in Wh / kg and the energy density in Wh / L increase by the material saved. In this embodiment, it is particularly advantageous that the ultrasound generator is located within the battery cell, as there is no attenuation of the ultrasonic waves, especially when the composites do not touch the inner walls of the housing.

Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betrieb einer Batteriezelle mit integriertem Ultraschallerzeuger, welcher Ultraschall aussendet, wenn ein Ladestrom der Batteriezelle einen definierten Grenzwert überschreitet und/oder eine Temperatur der Batteriezelle einen definierten Grenzwert unterschreitet und/oder ein Ladezustand der Batteriezelle einen definierten Wert erreicht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Ultraschallerzeuger Ultraschall nur dann aussendet, wenn es je nach Betriebszustand der Batteriezelle sinnvoll ist, beispielsweise bei hohem Ladestrom, Temperaturen unterhalb der gewünschten Betriebstemperatur sowie einem hohen Ladezustand. Ist die Leistung des chemischen Systems ohne erzwungene Konvektion ausreichend, so erzeugt der Ultraschallerzeuger keine Ultraschallwellen und wird erst dann eingeschaltet wenn zusätzliche Leistung notwendig ist. Ein solches Verfahren ist sehr energieeffizient.Also advantageous is a method for operating a battery cell with integrated ultrasound generator which emits ultrasound when a charging current of the battery cell exceeds a defined limit and / or a temperature of the battery cell falls below a defined limit and / or a state of charge of the battery cell reaches a defined value. In this way it is ensured that the ultrasound generator emits ultrasound only if it makes sense depending on the operating state of the battery cell, for example at high charging current, temperatures below the desired operating temperature and a high state of charge. If the performance of the chemical system without forced convection is sufficient, the ultrasonic generator will not generate ultrasonic waves and will be turned on only when additional power is required. Such a process is very energy efficient.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the present invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description of the figures. It shows:

1: eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Verbundes aus einer Anode, einem Separator und einer Kathode einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, 1 FIG. 2: a schematic representation of a cross section of a composite of an anode, a separator and a cathode of a battery cell according to the invention, FIG.

2: eine schematische Darstellung des Verbundes einer erfindungsgemäßen Batteriezelle gemäß 1 in gewickelter Form mit einem Ultraschallerzeuger, 2 : a schematic representation of the composite of a battery cell according to the invention according to 1 in wound form with an ultrasonic generator,

3: eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit integriertem Ultraschallerzeuger, 3 : a schematic representation of a housing of a battery cell according to the invention with integrated ultrasound generator,

4: eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Batteriezelle gemäß 3 entlang der Schnittlinie A-A´, wobei der Ultraschallerzeuger über ein Federelement am Gehäuse angebracht ist, 4 a schematic representation of a cross section through the housing of a battery cell according to the invention according to 3 along the section line AA ', wherein the ultrasound generator is attached to the housing via a spring element,

5: eine schematische Darstellung eines Verbundes einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit einem Stromableiter, an welchem ein Ultraschallerzeuger angebracht ist, 5 : a schematic representation of a composite of a battery cell according to the invention with a current conductor, to which an ultrasound generator is attached,

6: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle, mit einem angedeuteten Gehäuse, in welchem zwei der Verbunde sowie ein Ultraschallerzeuger lokalisiert sind, und 6 a schematic representation of a battery cell according to the invention, with an indicated housing, in which two of the composites and an ultrasonic generator are located, and

7: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Batteriezelle mit vier Verbunden und einem Ultraschallerzeuger, welcher gleichzeitig die Funktion einer Kühlplatte hat. 7 : A schematic representation of a battery cell according to the invention with four interconnections and an ultrasonic generator, which also has the function of a cooling plate.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Verbund 8, umfassend eine Anode 1, einen Separator 7 und eine Kathode 4 dargestellt. Die Anode 1 umfasst eine elektrisch leitende Anodenfolie 2, insbesondere eine Kupferfolie. Die Anodenfolie 2 ist mit einem Aktivmaterial 3 beschichtet, welches beispielsweise Grafit oder amorphe Kohlenstoffverbindungen umfasst. Die Kathode 4 umfasst eine elektrisch leitende Kathodenfolie 6, insbesondere eine Aluminiumfolie. Die Kathodenfolie 6 ist mit einem Aktivmaterial 5, insbesondere einem Lithiumübergangsmetalloxid, beispielsweise Li(NiCoMn)O2, beschichtet. Die Anode 1 und die Kathode 4 sind durch einen Separator 7 voneinander getrennt. Der Separator 7 ist durchlässig für Lithium-Ionen und elektrisch isolierend. Der Separator 7 umfasst beispielsweise ein Polymer wie beispielsweise Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP). Der Verbund 8 wird mit einem nicht dargestellten ionenleitfähigen Elektrolyten getränkt, in dem ein dissoziiertes Lithium-Leitsalz enthalten ist.In 1 is a composite 8th comprising an anode 1 , a separator 7 and a cathode 4 shown. The anode 1 includes an electrically conductive anode foil 2 , in particular a copper foil. The anode foil 2 is with an active material 3 coated, which comprises, for example, graphite or amorphous carbon compounds. The cathode 4 comprises an electrically conductive cathode foil 6 , in particular an aluminum foil. The cathode foil 6 is with an active material 5 , in particular a lithium transition metal oxide, for example Li (NiCoMn) O 2 , coated. The anode 1 and the cathode 4 are through a separator 7 separated from each other. The separator 7 is permeable to lithium ions and electrically insulating. The separator 7 includes, for example, a polymer such as polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP). The composite 8th is impregnated with an ionic conductive electrolyte, not shown, in which a dissociated lithium conducting salt is contained.

In 2 ist der Verbund 8 gemäß 1 in gewickelter Form dargestellt. An den Verbund 8 ist ein beispielsweise plattenförmiger Ultraschallerzeuger 12 angebracht. Der Ultraschallerzeuger 12 umfasst beispielsweise eine nicht in den Figuren dargestellt piezoelektrische Komponente, beispielsweise einen Quarz oder ein Piezo-Zirkonat-Citanat und beispielsweise ein Metall, insbesondere Aluminium, Stahl und/oder Nickel oder einen Kunststoff. In einer Ausführungsform umgibt das Metall oder der Kunststoff die piezoelektrische Komponente des Ultraschallerzeugers 12 zumindest teilweise. In einer alternativen Ausführungsform kann die piezoelketrische Komponente an einer Oberfläche des Metalls oder des Kunststoffes des Ultraschallerzeugers 12 angebracht sein. Die piezoelektrische Komponente des Ultraschallerzeugers 12 wird durch Anlegen einer Wechselspannung, beispielsweise mit deren Eigenresonazfrequenz, zum Schwingen angeregt. Es resultiert eine hochfrequente mechanische Bewegung mit kleiner Amplitude. Diese Schwingungen werden auf das Metall oder den Kunststoff des Ultraschallerzeugers 12 übertragen und von dem Ultraschallerzeuger 12 dann auf einen nicht dargestellten Elektrolyten übertragen. In 2 is the composite 8th according to 1 shown in wound form. To the composite 8th is an example plate-shaped ultrasonic generator 12 appropriate. The ultrasound generator 12 comprises, for example, a piezoelectric component not shown in the figures, for example a quartz or a piezo-zirconate citanate and, for example, a metal, in particular aluminum, steel and / or nickel or a plastic. In In one embodiment, the metal or plastic surrounds the piezoelectric component of the ultrasound generator 12 at least partially. In an alternative embodiment, the piezoelectric component may be attached to a surface of the metal or plastic of the ultrasonic generator 12 to be appropriate. The piezoelectric component of the ultrasound generator 12 is excited by applying an AC voltage, for example, with their Eigenresonazfrequenz to vibrate. The result is a high-frequency mechanical movement with a small amplitude. These vibrations are applied to the metal or plastic of the ultrasonic generator 12 transferred and from the ultrasound generator 12 then transferred to an electrolyte, not shown.

In 3 ist ein Gehäuse 16 einer erfindungsgemäßen Batteriezelle 10 dargestellt. An einer Innenfläche des Gehäuses 16 ist ein Ultraschallerzeuger 12 gemäß 2 lokalisiert. Alternativ kann der Ultraschallerzeuger 12 auch auf eine der anderen Innenflächen des Gehäuses 16 aufgebracht sein. Desweiteren können auch mehrere Ultraschallerzeuger 12 an verschiedenen Innenflächen des Gehäuses 16 lokalisert sein.In 3 is a housing 16 a battery cell according to the invention 10 shown. On an inner surface of the housing 16 is an ultrasonic generator 12 according to 2 localized. Alternatively, the ultrasonic generator 12 also on one of the other inner surfaces of the housing 16 be upset. Furthermore, you can also use several ultrasonic generators 12 on different inner surfaces of the housing 16 be localized.

4 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Batteriezelle 10 gemäß 3 in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A´ mit einem Gehäuse 16, an dessen Innenfläche ein Ultraschallerzeuger 12 über ein Federelement 14 angebracht ist. Das Federelement 14 verhindert, dass das von dem Ultraschallerzeuger 12 ausgesendete Ultraschallsignal gedämpft wird, indem es dem Ultraschallerzeuger 12 ermöglicht, ungehindert zu schwingen. 4 shows a section of the battery cell according to the invention 10 according to 3 in a cross section along the section line AA 'with a housing 16 , on the inner surface of an ultrasonic generator 12 via a spring element 14 is appropriate. The spring element 14 prevents that from the ultrasound generator 12 emitted ultrasonic signal is attenuated by the ultrasonic generator 12 allows you to swing freely.

In 5 ist eine erfindungsgemäße Batteriezelle 10 mit einem Gehäuse 16, in welchem ein Verbund 8 angeordnet ist, dargestellt. An überstehende Enden der Anodenfolie 2 sowie der Kathodenfolie 6 des Verbundes 8 werden zur elektrischen Kontaktierung Stromableiter 18 angeschweißt. Die Stromableiter 18 der Batteriezelle 10 verbinden die Anode 1 und die Kathode 4 elektrisch leitfähig mit den Batteriepolen 20 auf der Außenseite der Batteriezelle 10, sodass Strom über diese abgegriffen werden kann. In 5 ist ein Ultraschallerzeuger 12 gemäß 2 an einem Stromableiter 18 der Batteriezelle 10 angebracht. Über eine nicht dargestellte Verbindung, vorzugsweise einen Stromleiter, wird der Ultraschallerzeuger 12 beispielsweise mit Strom über den Stromableiter 18 versorgt.In 5 is a battery cell according to the invention 10 with a housing 16 in which a composite 8th is arranged, shown. At protruding ends of the anode foil 2 and the cathode foil 6 of the network 8th become current conductors for electrical contacting 18 welded. The current collector 18 the battery cell 10 connect the anode 1 and the cathode 4 electrically conductive with the battery poles 20 on the outside of the battery cell 10 so that electricity can be tapped on them. In 5 is an ultrasonic generator 12 according to 2 on a current conductor 18 the battery cell 10 appropriate. About a connection, not shown, preferably a conductor, the ultrasonic generator 12 for example, with electricity through the current conductor 18 provided.

In 6 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batteriezelle 10 dargestellt. In einem Gehäuse 16 sind zwei Verbunde 8 angeordnet. An einem der Verbunde 8 ist ein Ultraschallerzeuger 12 gemäß 2 angebracht. In einer alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Ultraschallerzeuger 12 zwischen den Verbunden 8 angeordnet. Desweiteren können beliebig viele Verbunde 8 in einem Gehäuse 16 einer Batteriezelle 10 angeordnet sein. Auch können mehrere Ultraschallerzeuger 12 in der Batteriezelle 10 angeordnet sein.In 6 is a particularly preferred embodiment of the battery cell according to the invention 10 shown. In a housing 16 are two compounds 8th arranged. At one of the composites 8th is an ultrasonic generator 12 according to 2 appropriate. In an alternative particularly preferred embodiment, the ultrasound generator is 12 between the connected 8th arranged. Furthermore, any number of composites 8th in a housing 16 a battery cell 10 be arranged. Also, several ultrasonic generators 12 in the battery cell 10 be arranged.

In 7 ist eine erfindungsgemäße Batteriezelle 10 dargestellt mit einem Gehäuse 16, in welchem vier Verbunde 8 angeordnet sind. An einer Innenfläche des Gehäuses 16 ist ein Ultraschallerzeuger 12 gemäß 2 angebracht, welcher gleichzeitig die Funktion einer Kühlplatte 13 übernimmt. Die Verbunde 8 liegen unmittelbar an dem Ultraschallerzeuger 12 bzw. der Kühlplatte 13 an. Über eine nicht dargestellte Stromzuführung ist der Ultraschallerzeuger 12 bzw. die Kühlplatte 13 beispielsweise mit einem nicht in 7 dargestellten Stromableiter 18 verbunden. Alternativ kann der Ultraschallerzeuger 12 bzw. die Kühlplatte 13 an einer anderen Innenfläche des Gehäuses 16 angebracht sein. Desweiteren kann der Ultraschallerzeuger 12 bzw. die Kühlplatte 13 über ein Federelement 14 mit einer Innenfläche des Gehäuses 16 verbunden sein. In 7 is a battery cell according to the invention 10 shown with a housing 16 in which four compounds 8th are arranged. On an inner surface of the housing 16 is an ultrasonic generator 12 according to 2 attached, which at the same time the function of a cooling plate 13 takes over. The composites 8th lie directly on the ultrasound generator 12 or the cooling plate 13 at. About a power supply, not shown, is the ultrasonic generator 12 or the cooling plate 13 for example, with a not in 7 illustrated current conductor 18 connected. Alternatively, the ultrasonic generator 12 or the cooling plate 13 on another inner surface of the housing 16 to be appropriate. Furthermore, the ultrasonic generator 12 or the cooling plate 13 via a spring element 14 with an inner surface of the housing 16 be connected.

In einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform umfasst die Batteriezelle 10 einen Ultraschallerzeuger 12, welcher gleichzeitig die Funktion eines in der Batteriezelle 10 angeordneten Sensors, vorzugsweise eines Temperatursensors, einen Drucksensors und/oder eines Sensors zur Detektion chemischer Kenngrößen in der Batteriezelle 10 übernimmt. Der Sensor zur Detektion chemischer Kenngrößen detektiert beispielsweise die Zusammensetzung des Elektrolyten. In a further embodiment, not shown in the figures, the battery cell comprises 10 an ultrasonic generator 12 , which simultaneously has the function of one in the battery cell 10 arranged sensor, preferably a temperature sensor, a pressure sensor and / or a sensor for the detection of chemical characteristics in the battery cell 10 takes over. The sensor for the detection of chemical parameters detects, for example, the composition of the electrolyte.

In einer weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsform umfasst die Batteriezelle 10 einen Ultraschallerzeuger 12, welcher gleichzeitig die Funktion einer in der Batteriezelle 10 angeordneten Referenzelektrode übernimmt.In a further embodiment, not shown in the figures, the battery cell comprises 10 an ultrasonic generator 12 , which simultaneously has the function of one in the battery cell 10 arranged reference electrode takes over.

In einer weiteren Ausführungsform, wird die Form des Ultraschallerzeugers 12 der Form des Verbundes 8 angepasst, sodass der Ultraschallerzeuger 12 direkt an dem Verbund angebracht wird, beispielsweise bei Rundzellen. Bei Rundzellen liegt der Verbund beispielsweise in gewickelter Form vor und wird nach dem Wickeln nicht flach gepresst. Der Ultraschallerzeuger 12 ist dann ebenfalls rund und wird direkt an dem runden Verbund angebracht. Alternativ kann der Ultraschallerzeuger 12 beispielsweise in den Wickelkern, um welchen der Verbund bei seiner Herstellung gewickelt wird, integriert sein, an diesem angebracht sein oder der Ultraschallerzeuger 12 umfasst gleichzeitig die Funktion eines Wickelkerns. Der Wickelkern verbleibt dann in der Batteriezelle.In a further embodiment, the shape of the ultrasonic generator 12 the form of the network 8th adjusted so that the ultrasound generator 12 attached directly to the composite, for example in round cells. In the case of round cells, for example, the composite is in a wound form and is not pressed flat after being wound. The ultrasound generator 12 is then also round and is attached directly to the round compound. Alternatively, the ultrasonic generator 12 For example, in the winding core around which the composite is wound in its manufacture, integrated, be attached to this or the ultrasonic generator 12 includes at the same time the function of a winding core. The winding core then remains in the battery cell.

Die Integration eines Ultraschallerzeugers 12 ist auch in Batteriezellen 10 möglich, welche kein festes Gehäuse 16 aufweisen. In diesen sogenannten Pouch-Zellen ist der Ultraschallerzeuger 12 beispielsweise an einem Verbund 8 angeordnet. In Pouch-Zellen werden die Anode 1, die Kathode 4 und der Separator 7 des Verbundes 8 in der Regel nicht in einander gewickelt sondern übereinander gestapelt. The integration of an ultrasonic generator 12 is also in battery cells 10 possible, which no solid housing 16 exhibit. In these so-called pouch cells is the ultrasonic generator 12 for example, on a composite 8th arranged. In pouch cells become the anode 1 , the cathode 4 and the separator 7 of the network 8th usually not wrapped in each other but stacked on top of each other.

In allen Ausführungsformen kann der Ultraschallerzeuger 12 beispielsweise mehrer piezoelektrische Komponenten umfassen. Diese sind beispielsweise von einem Metall oder einem Kunststoff des Ultraschallerzeugers 12 zumindest teilweise ummantelt oder alternativ an einer Außenfläche des Metall oder des Kunststoffs des Ultraschallerzeugers 12 angebracht.In all embodiments, the ultrasonic generator 12 For example, comprise a plurality of piezoelectric components. These are for example of a metal or a plastic of the ultrasound generator 12 at least partially encased or alternatively on an outer surface of the metal or plastic of the ultrasonic generator 12 appropriate.

Die erfindungsgemäße Batteriezelle 10 wird beispielsweise mit weiteren Batteriezellen 10 zu einer Batterie zusammengebaut. Diese findet dann beispielsweise in Kraftfahrzeugen, die als Hybrid- oder Elektrofahrzeuge ausgelegt sind, Anwendung.The battery cell according to the invention 10 For example, with other battery cells 10 assembled to a battery. This is then used, for example, in motor vehicles designed as hybrid or electric vehicles.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5436548 A [0003] US 5436548 A [0003]
  • JP 10241668 A [0004] JP 10241668 A [0004]

Claims (12)

Batteriezelle (10) mit einem Verbund (8) umfassend eine Anode (1), eine Kathode (4) und einen Separator (7), welcher zwischen der Anode (1) und der Kathode (4) angeordnet ist, wobei der Verbund (8) vorzugsweise in gewickelter Form vorliegt, und einem Gehäuse (16), in welchem der Verbund (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Batteriezelle (10) ein Ultraschallerzeuger (12) integriert ist.Battery cell ( 10 ) with a composite ( 8th ) comprising an anode ( 1 ), a cathode ( 4 ) and a separator ( 7 ), which between the anode ( 1 ) and the cathode ( 4 ), the composite ( 8th ) is preferably in wound form, and a housing ( 16 ) in which the composite ( 8th ), characterized in that in the battery cell ( 10 ) an ultrasonic generator ( 12 ) is integrated. Batteriezelle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) plattenförmig ausgestaltet ist und zum Schwingen anregbar ist.Battery cell ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) is designed plate-shaped and can be excited to vibrate. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) ein Metall oder einen Kunststoff umfasst.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) comprises a metal or a plastic. Batteriezelle (10), nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall des Ultraschallerzeugers (12) Aluminium, Stahl und/oder Nickel umfasst.Battery cell ( 10 ), according to claim 3, characterized in that the metal of the ultrasonic generator ( 12 ) Aluminum, steel and / or nickel. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) an dem Verbund (8) der Batteriezelle (10) angebracht ist. Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) at the Verbund ( 8th ) of the battery cell ( 10 ) is attached. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) auf eine Innenseite des Gehäuses (16) aufgebracht ist.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) on an inside of the housing ( 16 ) is applied. Batteriezelle (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) über ein Federelement (14) mit der Innenseite des Gehäuses (16) in Verbindung steht.Battery cell ( 10 ) according to claim 6, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) via a spring element ( 14 ) with the inside of the housing ( 16 ). Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) an einem Stromableiter (18) der Batteriezelle (10) angebracht ist.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) on a current conductor ( 18 ) of the battery cell ( 10 ) is attached. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) mit Strom über einen Stromableiter (18) der Batteriezelle (10) versorgt wird.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) with electricity via a current conductor ( 18 ) of the battery cell ( 10 ) is supplied. Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallerzeuger (12) eine Kühlplatte (13), ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor, Drucksensor und/oder ein Sensor zur Detektion chemischer Kenngrößen in der Batteriezelle (10), eine Referenzelektrode und/oder ein Wickelkern in der Batteriezelle (10) ist.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic generator ( 12 ) a cooling plate ( 13 ), a sensor, in particular a temperature sensor, pressure sensor and / or a sensor for the detection of chemical characteristics in the battery cell ( 10 ), a reference electrode and / or a winding core in the battery cell ( 10 ). Batteriezelle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (16) der Batteriezelle (10) mindestens zwei der Verbunde (8) angeordnet sind.Battery cell ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 16 ) of the battery cell ( 10 ) at least two of the compounds ( 8th ) are arranged. Verfahren zum Betrieb einer Batteriezelle (10) nach einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallerzeuger (12) Ultraschall aussendet, wenn ein Ladestrom der Batteriezelle (10) einen definierten Grenzwert überschreitet und/oder eine Temperatur der Batteriezelle (10) einen definierten Grenzwert unterschreitet und/oder ein Ladezustand der Batteriezelle (10) einen definierten Wert erreicht.Method for operating a battery cell ( 10 ) according to any one of claims 1-11, characterized in that an ultrasonic generator ( 12 ) Emits ultrasound when a charging current of the battery cell ( 10 ) exceeds a defined limit value and / or a temperature of the battery cell ( 10 ) falls below a defined limit value and / or a state of charge of the battery cell ( 10 ) reaches a defined value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611922A (en) * 2021-03-01 2021-11-05 唐腊辉 Ultrasonic isolation mechanism for storage battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5378551A (en) * 1993-07-19 1995-01-03 Motorola, Inc. Rechargeable battery cell having integral vibrating means
US5436548A (en) 1992-11-25 1995-07-25 Motorola, Inc. Battery charging and discharging system and corresponding method
JPH10241668A (en) 1997-02-24 1998-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery negative electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery and charging method thereof
US6060198A (en) * 1998-05-29 2000-05-09 Snaper; Alvin A. Electrochemical battery structure and method
WO2006105742A1 (en) * 2005-04-06 2006-10-12 Ip2H Ag Rechargeable battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436548A (en) 1992-11-25 1995-07-25 Motorola, Inc. Battery charging and discharging system and corresponding method
US5378551A (en) * 1993-07-19 1995-01-03 Motorola, Inc. Rechargeable battery cell having integral vibrating means
JPH10241668A (en) 1997-02-24 1998-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery negative electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery and charging method thereof
US6060198A (en) * 1998-05-29 2000-05-09 Snaper; Alvin A. Electrochemical battery structure and method
WO2006105742A1 (en) * 2005-04-06 2006-10-12 Ip2H Ag Rechargeable battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113611922A (en) * 2021-03-01 2021-11-05 唐腊辉 Ultrasonic isolation mechanism for storage battery

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