DE112011101990T5 - Batterie - Google Patents

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Takeshi Sasaki
Minoru Teshima
Taro Yamafuku
Sumio Mori
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GS Yuasa International Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung unterdrückt eine Verschiebung eines Stromerzeugungselements in einem Gehäuse einer Batterie, während eine Erhöhung in einer Arbeitslast in einem Montageprozess der Batterie minimiert wird. Die Batterie umfasst: ein Stromerzeugungselement 3; ein das Stromerzeugungselement 3 aufnehmendes Gehäuse BC; einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Elektrodenanschluss 5; einen mit dem Stromerzeugungselement 3 verbundenen Stromabnehmer 4; und ein Befestigungselement FE zum Befestigen des Stromabnehmers 4 an dem Gehäuse BC und aufweisend eine elektrische Leitfähigkeit, wobei der Stromabnehmer 4 und das Befestigungselement FE einen Erregerstrompfad zwischen dem Stromerzeugungselement 3 und dem Elektrodenanschluss 5 bilden, wobei ein Abstandsstück 11, das durch Eingriff mit dem Befestigungselement FE positioniert wird, und das eine Verschiebung des Stromerzeugungselements 3 unterdrückt, zwischen dem Befestigungselement FE und dem Stromerzeugungselement 3 angeordnet ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, umfassend ein Stromerzeugungselement, ein das Stromerzeugungselement aufnehmendes Gehäuse, einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Elektrodenanschluss, einen mit dem Stromerzeugungselement verbundenen Stromabnehmer und ein Befestigungselement zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse und aufweisend eine elektrische Leitfähigkeit. Der Stromabnehmer und das Befestigungselement bilden zwischen dem Stromerzeugungselement und dem Elektrodenanschluss einen Erregerstrompfad.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Grundstruktur der Batterie umfasst ein Stromerzeugungselement, das in einem Gehäuse der Batterie aufgenommen ist, und Stromabnehmer zum elektrischen Verbinden des Stromerzeugungselements und des an dem Gehäuse angebrachten Elektrodenanschlusses.
  • Als allgemeine Anordnung sind die Stromabnehmer und das Stromerzeugungselement durch Schweißen oder dergleichen verbunden und die Stromabnehmer sind an dem Gehäuse durch Befestigungselemente wie zum Beispiel Nieten befestigt und sind elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen durch die Befestigungselemente verbunden.
  • Das Stromerzeugungselement stellt eine durch die Stromabnehmer gehaltene Anordnung dar und stellt im Allgemeinen eine Gruppe von folienförmigen Elementen dar. Die folienförmigen Elemente werden gehalten, indem sie an die Stromabnehmer angeschweißt werden.
  • Demzufolge, wenn eine starke Vibration oder ein Stoß auf das Gehäuse ausgeübt wird, wirkt eine Kraft zum relativen Verschieben des Stromerzeugungselements aufgrund einer Trägheitskraft und die Kraft wirkt auf Verbindungsstellen zwischen dem Stromerzeugungselement und den Stromabnehmern.
  • Die auf die Verbindungsstellen zwischen dem Stromerzeugungselement und den Stromabnehmern wirkende Kraft kann sie voneinander trennen oder das Stromerzeugungselement selbst beschädigen.
  • Darüber hinaus, falls das Stromerzeugungselement verschoben wird, um mit Strompfaden von den Elektrodenanschlüssen zu den Stromabnehmern in Kontakt zu kommen, zieht sich ein in dem Stromerzeugungselement umfasster Harz-Separator aufgrund der Wärmeerzeugung, wenn ein hoher Strom zugeführt wird, zusammen, was einen Defekt wegen eines internen Kurzschlusses verursacht.
  • Deshalb, wie zum Beispiel in dem folgenden Patentdokument 1 beschrieben, ist die Anordnung zum Unterdrücken der Verschiebung des Stromerzeugungselements in der Nähe des Stromerzeugungselements in dem Gehäuse der Batterie auf herkömmliche Weise konzipiert worden.
  • DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENTE
    • Patentdokument 1: JP-A-2000-030676
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEME DIE DURCH DIE VORLIEGENDE ERFINDUNG GELÖST WERDEN
  • Jedoch, durch bloßes Anordnen der Elemente zum Unterdrücken der Bewegung des Stromerzeugungselements wie in der oberhalb beschriebenen Anordnung aus dem Stand der Technik, erfordert die Anordnung der Elemente zusätzliche Arbeit in einem Montageprozess der Konstruktionsteile der Batterie.
  • Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf solche Gegebenheiten gemacht worden und ihre Aufgabe ist, die Verschiebung des Stromerzeugungselements in dem Gehäuse der Batterie zu unterdrücken, während eine Erhöhung einer Arbeitslast in dem Montageprozess der Batterie minimiert wird.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
  • Eine erste Erfindung gemäß der vorliegenden Anmeldung ist eine Batterie, aufweisend: ein Stromerzeugungselement; ein das Stromerzeugungselement aufnehmendes Gehäuse; einen außerhalb des Gehäuses angeordneter Elektrodenanschluss; einen mit dem Stromerzeugungselement verbundenen Stromabnehmer; und ein Befestigungselement zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse und aufweisend eine elektrische Leitfähigkeit, wobei der Stromabnehmer und das Befestigungselement einen Erregerstrompfad zwischen dem Stromerzeugungselement und dem Elektrodenanschluss bildet, und wobei ein Abstandsstück, das durch Eingriff mit dem Befestigungselement positioniert wird und das eine Verschiebung des Stromerzeugungselements unterdrückt, zwischen dem Befestigungselement und dem Stromerzeugungselement angeordnet ist.
  • In anderen Worten sind die Probleme der Effizienz beim Montagevorgang die, wie ein Positionieren eines Abstandsstücks durchzuführen ist und wie das Abstandsstück in einer montierten Position beim Montieren des Abstandsstücks zum Unterdrücken der Verschiebung des Stromerzeugungselements in einem Montageprozess der Batterie zu fixieren ist.
  • In dem Montagevorgang des Abstandsstücks kann ein Element zum Positionieren und Fixieren des Abstandsstücks an dem Gehäuse der Batterie angebracht werden oder das Gehäuse oder der Stromabnehmer kann in solch einer Form gebildet werden, so dass das Abstandsstück positioniert und fixiert werden kann.
  • Falls jedoch das spezielle Teil zum Anbringen des Abstandsstücks hergestellt wird oder das Konstruktionsteil in der speziellen Form zum Anbringen des Abstandsstücks wie oberhalb beschrieben gebildet wird, verursacht dies eine Erhöhung der Kosten für das Teil.
  • In diesem Punkt ist eine äußere Form des Befestigungselements zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse in vielen Fällen eine Form, die in einer Richtung einer Verschiebung nahe zu und weg von dem Stromerzeugungselement hervorsteht oder ausgespart ist, und das Positionieren des Abstandsstücks wird durch Eingreifen des Abstandsstücks mit dieser Form durchgeführt.
  • Demzufolge kann in dem Montageprozess der Batterie der Montagevorgang des Abstandsstücks zum Unterdrücken der Verschiebung des Stromerzeugungselements außerordentlich vereinfacht werden.
  • Außerdem kann das mit dem Befestigungselement in Eingriff gebrachte Abstandsstück zum Positionieren des Stromerzeugungselements durch in Kontakt bringen des Stromerzeugungselements mit dem Abstandsstück in einem Verbindungsvorgang des Stromerzeugungselements und des Stromabnehmers verwendet werden, um dadurch ebenfalls zu einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit in der Montage der Batterie in diesem Punkt beizutragen.
  • Wenn eine starke Vibration oder ein Stoß auf das Gehäuse der Batterie ausgeübt wird, wirkt nicht nur eine Kraft zum relativen Verschieben des Stromerzeugungselements, sondern auch eine Kraft auf die Stromabnehmer. Insbesondere ist es wahrscheinlich, dass eine Kraft auf einen Punkt einwirkt, wo der Stromabnehmer an dem Gehäuse befestigt ist, d. h., einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Befestigungselement und dem Stromabnehmer, und der Verbindungsabschnitt kann beschädigt werden.
  • In diesem Punkt ist es durch Anordnen des Abstandsstücks, das mit dem Befestigungselement zwischen dem Befestigungselement und dem Stromerzeugungselement in Eingriff gebracht ist, möglich, den Verbindungsabschnitt zwischen dem Befestigungselement und dem Stromabnehmer zu schützen.
  • In anderen Worten, selbst wenn die Kraft auf den Verbindungsabschnitt zwischen dem Befestigungselement und dem Stromabnehmer aufgrund des Stoßes oder der Vibration einwirkt, wird der Verbindungsabschnitt durch das Abstandsstück fixiert und demzufolge ist es weniger wahrscheinlich, dass er beschädigt wird. Darüber hinaus, weil der Verbindungsabschnitt mit dem Abstandsstück abgedeckt ist, ist es ebenfalls möglich, eine Beschädigung des Verbindungsabschnitts aufgrund eines Kontakts mit dem Stromerzeugungselement zu unterbinden.
  • In einer zweiten Erfindung gemäß der Anmeldung, zusätzlich zu der Anordnung der oberhalb beschriebenen ersten Erfindung, ist das Befestigungselement durch einen Hohlniet zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse gebildet, mit zumindest einer Innenseite des Hohlniets mit Bezug auf das Gehäuse verstemmt, und das Abstandsstück wird positioniert, während es in einen Hohlabschnitt in der Hohlniet eingepasst wird.
  • In anderen Worten wurde als ein Ergebnis einer genauen Untersuchung des Montageprozesses der Batterie und der Konstruktionsteile herausgefunden, dass der Hohlniet für das Positionieren des Abstandsstücks verwendet werden kann, indem das Abstandsstück in einer geeigneten Form gebildet wird, wenn der Hohlniet zum Montieren des Elektrodenanschlusses und des Stromabnehmers und der elektrischen Verdrahtung verwendet wird.
  • Falls der Hohlniet verwendet wird, wird der Hohlabschnitt in dem Hohlniet normalerweise an der Innenseite des Gehäuses der Batterie positioniert. Falls demzufolge ein Abschnitt des Abstandsstücks in solch einer Form gebildet wird, so dass der in den Hohlabschnitt eingepasst werden kann, ist es möglich, das Positionieren des Abstandsstücks nur durch Einsetzen des Abschnitts in den Hohlabschnitt durchzuführen.
  • Daher kann in dem Montageprozess der Batterie der Montagevorgang des Abstandsstücks zum Unterdrücken der Verschiebung des Stromerzeugungselements außerordentlich vereinfacht werden.
  • In einer dritten Erfindung gemäß der Anmeldung, zusätzlich zu den Anordnungen in den oberhalb beschriebenen ersten und zweiten Erfindungen, wird das Abstandsstück gebildet durch einstückiges Bilden eines Abschnitts, der zwischen dem Befestigungselement und dem Stromerzeugungselement an einer positiven Elektrodenseite angeordnet ist, und eines Abschnitts, der zwischen dem Nietelement und dem Stromerzeugungselement an einer negativen Elektrodenseite angeordnet ist.
  • Demzufolge ist es möglich, die Verschiebung des Stromerzeugungselements sowohl an den positiven als auch an den negativen Elektrodenseiten mit dem einzelnen Teil zu unterdrücken.
  • In einer vierten Erfindung gemäß der vorliegenden Anmeldung, zusätzlich zu der Anordnung in einer der oberhalb beschriebenen ersten bis dritten Erfindungen, wird das Stromerzeugungselement als ein Stromerzeugungselement vom Wicklungs-Typ gebildet, das durch Wickeln einer langen folienförmigen positiven Elektrodenplatte, einer negativen Elektrodenplatte und eines Separators in einem Schichtzustand gebildet wird, und eine Anlagefläche des Abstandsstücks, die dem Stromerzeugungselement zugewandt ist, ist in einer Form einer ausgesparten Anlagefläche gebildet, die auf eine Form einer seitlichen Anlagefläche des Stromerzeugungselements angepasst ist, die durch das Wickeln einen kurvenförmigen Verlauf aufweist.
  • In anderen Worten, weil das, was als das Stromerzeugungselement vom Wicklungs-Typ bezeichnet wird, durch Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und dergleichen vielfach gebildet wird, befindet sich die seitliche Anlagefläche des Stromerzeugungselements in der kurvenförmigen Form und das Stromerzeugungselement ist in solch einer Lage angeordnet, dass die kurvenförmige seitliche Anlagefläche dem Abstandsstück zugewandt ist.
  • In diesem Fall, durch Bilden der Anlagefläche des Abstandsstücks, die dem Stromerzeugungselement zugewandt ist, in der Form der ausgesparten Anlagefläche, die auf die äußere Form (die Form der kurvenförmigen seitlichen Anlagefläche) des Stromerzeugungselements angepasst ist, stabilisiert und hält in geeigneter Weise das Abstandsstück die Lage des Stromerzeugungselements, das versucht sich zu bewegen, um dadurch die Verschiebung zu unterdrücken.
  • In einer fünften Erfindung gemäß der Anmeldung, zusätzlich zu der Anordnung in einer der oberhalb beschriebenen ersten bis vierten Erfindungen, wird der Stromabnehmer gebildet in einer gebogenen Form mit einem Abschnitt, der sich entlang einer Anlagefläche des Gehäuses erstreckt, an welcher der Elektrodenanschluss angebracht ist, und einem Abschnitt, der sich in einer Richtung einer Normalen zu der Anlagefläche des Gehäuses erstreckt, an welcher der Elektrodenanschluss angebracht ist, und das Abstandsstück ist in einer Form gebildet, die sich zu einem gebogenen Abschnitt des Stromabnehmers erstreckt.
  • Mit anderen Worten ist der Stromabnehmer ausgeführt in der Form mit dem Abschnitt, der sich entlang der Anlagefläche erstreckt, an welcher der Elektrodenanschluss angebracht ist, um so mit dem Elektrodenanschluss durch das Nietelement verbunden zu werden, und dem Abschnitt, der sich in der Richtung der Normalen zu der Anlagefläche erstreckt, an welche der Elektrodenanschluss angebracht ist, um so mit dem Stromerzeugungselement verbunden zu werden.
  • Falls der Stromabnehmer in solch einer gebogenen Form ausgeführt ist, nimmt der Stromabnehmer eine Last des Stromerzeugungselements auf und demzufolge biegt sich die Form des Stromabnehmers, wenn die Vibration oder dergleichen auf die Batterie ausgeübt wird.
  • Ein solches Biegen der Form des Stromabnehmers übt eine Belastung auf die Verbindungsstelle zwischen dem Stromerzeugungselement und dem Stromabnehmer aus.
  • Daher wird das nahe dem Stromabnehmer angeordnete Abstandsstück in solch einer Form gebildet, um sich zu dem gebogenen Abschnitt des Stromabnehmers zu erstrecken, und der Stromabnehmer wird an seinem gebogenen Abschnitt durch das Abstandsstück aufgenommen.
  • Auf diese Weise, selbst wenn die Vibration auf die Batterie ausgeübt wird, kann das Verbiegen des Stromabnehmers unterdrückt werden.
  • In einer sechsten Erfindung gemäß der Anmeldung, zusätzlich zu der Anordnung in einer der oberhalb beschriebenen ersten bis fünften Erfindungen, wird ein Abschnitt, der nicht mit einem aktiven Material versehen ist, an einer Endseite von zumindest einer der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte, die in dem Stromerzeugungselement umfasst sind, gebildet, und das Abstandsstück ist zwischen dem Befestigungselement und dem Nicht-Auftrags-Abschnitt (nicht versehenen Abschnitt) angeordnet.
  • Ein Abschnitt, der mit dem aktiven Material der positiven Elektrodenplatte oder der mit dem aktiven Material versehenen negativen Elektrodenplatte versehen ist, dehnt sich aus oder zieht sich zusammen, wenn die Batterie verwendet wird. Falls die positive Elektrodenplatte oder die negative Elektrodenplatte den Nicht-Auftrags-Abschnitt aufweist, dehnt sich der mit dem aktiven Material versehene Abschnitt aus oder zieht sich zusammen, während der Nicht-Auftrags-Abschnitt dies nicht tut, was kaum eine Änderung des Volumens nach sich zieht.
  • Mit anderen Worten ist es durch Anordnen des Abstandsstücks zwischen dem Befestigungselement und dem Nicht-Auftrags-Abschnitt möglich, eine Erzeugung eines Spaltes zwischen dem Abstandsstück und dem Stromerzeugungselement und eine Erzeugung eines unnötigen Drucks in dem Stromerzeugungselement zu unterdrücken, wenn die Batterie verwendet wird. Infolgedessen ist es möglich, die Verschiebung des Stromerzeugungselements in dem Gehäuse der Batterie ungeachtet einer Verwendungssituation der Batterie zu verhindern. Obwohl es bevorzugt wird, das Abstandsstück lediglich zwischen das Befestigungselement und den Nicht-Auftrags-Abschnitt anzuordnen, um den oberhalb beschriebenen Vorgang weiter in wirksamer Weise beizubehalten, kann der Vorgang beibehalten werden, wenn zumindest ein Abschnitt des Abstandsstücks zwischen dem Befestigungselement und dem Nicht-Auftrags-Abschnitt angeordnet wird.
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der ersten Erfindung kann das Befestigungselement, das zum Anbringen des Stromabnehmers und der elektrischen Verdrahtung verwendet wird, als solches für das Anordnen des Abstandsstücks zum Unterdrücken der Verschiebung des Stromerzeugungselements verwendet werden, und das Abstandsstück kann für das Anordnen des Stromerzeugungselements beim Verbinden des Stromabnehmers und des Stromerzeugungselements verwendet werden. Demzufolge ist es möglich, die Verschiebung des Stromerzeugungselements in dem Gehäuse der Batterie zu unterdrücken, während die Erhöhung in der Arbeitslast in dem Montageprozess der Batterie minimiert wird.
  • Gemäß der zweiten Erfindung wird der Hohlabschnitt in dem Hohlniet, der übrig bleibt, nachdem der Hohlniet verstemmt ist, um den Stromabnehmer an dem Gehäuse zu befestigen, verwendet, um das Anordnen des Abstandsstücks durchzuführen, und demzufolge ist es möglich, das Anordnen des Abstandsstücks in geeigneter Weise durchzuführen, ohne dass eine spezielle Bearbeitung der Teile erforderlich ist.
  • Gemäß der dritten Erfindung ist es möglich, die Verschiebung des Stromerzeugungselements sowohl an den positiven als auch an den negativen Elektrodenseiten mit dem einzelnen Teil zu unterdrücken, und demzufolge ist es möglich, die Anzahl von Teilen und die Kosten zu verringern.
  • Gemäß der vierten Erfindung wird das Abstandsstück in der Form der ausgesparten Anlagefläche gebildet, um die Lage des Stromerzeugungselements, das versucht sich zu bewegen, zu stabilisieren und in geeigneter Weise zu halten, um dadurch die Verschiebung zu unterdrücken. Demzufolge ist es möglich, eine Abtrennung des Stromerzeugungselements von dem Stromabnehmer zuverlässiger zu verhindern.
  • Gemäß der fünften Erfindung ist es möglich, das Verbiegen des Stromabnehmers zu unterdrücken, wenn die Vibration oder dergleichen auf die Batterie ausgeübt wird. Demzufolge ist es möglich, den zusammengefügten Zustand des Stromabnehmers und des Stromerzeugungselements zueinander zuverlässiger zu schützen.
  • Gemäß der sechsten Erfindung ist es möglich, die Verschiebung des Stromerzeugungselements in dem Gehäuse der Batterie ungeachtet der Verwendungssituation der Batterie zu unterdrücken.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine perspektivische Außenansicht einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer inneren Struktur der Batterie gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung eines wesentlichen Abschnitts gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 zeigt eine Vorderansicht der Batterie gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abstandsstücks gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abstandsstücks gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abstandsstücks gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 zeigt eine Vorderansicht einer Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen einer Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
  • In jeder der Ausführungsformen wird eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyten (genauer gesagt eine Lithium-Ionen-Batterie), die ein Beispiel einer Sekundärbatterie darstellt, als die Batterie beschrieben.
  • [STRUKTUR DER SEKUNDÄRBATTERIE MIT NICHTWÄSSRIGEM ELEKTROLYTEN RB]
  • Wie in den perspektivischen Ansichten in 1 und 2 und einer Vorderansicht in 4 gezeigt, weist die Sekundärbatterie mit nichtwässrigen Elektrolyten RB in der Ausführungsform ein Gehäuse BC, das durch Anordnen und Schweißen eines Deckelabschnitts 2 auf einer offenen Anlagefläche eines Dosenkörpers 1 in einer Zylinderform mit einem Boden gebildet wird (genauer gesagt, eine rechteckförmige Zylinderform mit einem Boden). Der Deckelabschnitt 2 wird in eine flache Plattenform durch Biegen, in einem rechten Winkel, eines Kantenabschnitts eines streifenförmigen rechteckförmigen Plattenelements durch eine gesamte Peripherie gebildet, und ein Anschlussbolzen 5, der einen positiven Elektrodenanschluss darstellt, und ein Anschlussbolzen 7, der einen negativen Elektrodenanschluss darstellt, werden an eine Anlagefläche des Deckelabschnitts 2 an einer Außenseite des Gehäuses BC angebracht.
  • Der Dosenkörper 1 stellt ein flaches rechteckförmiges Parallelepiped dar, das auf eine Form des Deckelabschnitts 2 angepasst wird, und demzufolge ist das gesamte Gehäuse BC in einer Form eines flachen rechteckförmigen Parallelepipeds ausgeführt. 2 zeigt eine innere Struktur des Gehäuses BC durch Entfernen des Dosenkörpers 1 von der vervollständigten Sekundärbatterie RB (gezeigt in 1). In 4 wird der Dosenkörper 1 durch eine Strichpunktlinie mit einem Punkt dargestellt und ein Stromerzeugungselement 3 (später beschrieben) wird durch eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten dargestellt, um eine Visualisierung der inneren Struktur zu erleichtern.
  • In dem Gehäuse BC werden das durch die Strichpunktlinie mit zwei Punkten in 2 und 4 dargestellte Stromerzeugungselement 3 und Stromabnehmer 4 und 6 untergebracht, während sie in einer Elektrolytlösung eingetaucht sind.
  • Die Stromabnehmer 4 und 6 stellen Elemente zum elektrischen Verbinden des Stromerzeugungselements 3 und der Anschlussbolzen 5 und 7 dar.
  • Sowohl der Stromabnehmer 4 als auch der Stromabnehmer 6 stellen leitfähige Körper dar, die die gleichen Formen aufweisen und symmetrisch angeordnet sind, aber aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Der Stromabnehmer 4 auf einer positiven Elektrodenseite wird aus Aluminium hergestellt und der Stromabnehmer 6 auf einer negativen Elektrodenseite wird aus Kupfer hergestellt.
  • Jeder der Stromabnehmer 4 und 6 weist eine gebogene Form ähnlich einer L-Form auf, umfassend einen Abschnitt, der sich entlang des Deckelabschnitts 2 erstreckt, der eine Anlagefläche darstellt, die mit den Anschlussbolzen 5 oder 7 montiert ist, um mit den Anschlussbolzen 5 oder 7 verbunden zu werden, und einen Abschnitt, der um 90° in der Nähe eines Endabschnitts in einer Längsrichtung des Deckelabschnitts 2 herunter gebogen wird und sich in einer Richtung einer Normalen zu dem Deckelabschnitt 2 erstreckt, um mit dem Stromerzeugungselement 3 verbunden zu werden, wobei die Abschnitte nebeneinander gebildet werden (siehe 3). An dem Abschnitt, der sich in der Richtung der Normalen zu dem Deckelabschnitt 2 erstreckt, werden Verbindungsabschnitte 4a oder 6a gebildet, um mit dem Stromerzeugungselement verbunden zu werden.
  • Das Stromerzeugungselement 3 wird als das gebildet, was ein Stromerzeugungselement vom Wicklungs-Typ bezeichnet wird, das durch Auftragen eines aktiven Materials auf zwei Elektrodenplatten, umfassend eine positive Elektrodenplatte, die in einer langen Folienform gebildet wird, und einer negativen Elektrodenplatte, die in einer langen Folienform gebildet wird, und Wickeln der Elektrodenplatten in einem Schichtzustand mit einem ähnlich langen dort dazwischen eingeschobenen Separator gebildet wird.
  • In dem oberhalb beschriebenen gewickelten Zustand des Stromerzeugungselements 3 erstreckt sich ein Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte, die nicht mit dem aktiven Material versehen ist, von einer Seite (in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung der folienförmigen positiven Elektrodenplatte) und ein Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte, die nicht mit dem aktiven Material versehen ist, erstreckt sich von einer gegenüberliegenden Seite (in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung der folienförmigen negativen Elektrodenplatte).
  • Das Stromerzeugungselement 3 in der Ausführungsform wird durch Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und dergleichen und Abflachen in einer Richtung orthogonal zu einer Wickelachse in eine flache Form für eine Anpassung an das flache Gehäuse BC gebildet.
  • Das Stromerzeugungselement 3 ist in solch einer Lage in dem Dosenkörper 1 angeordnet, dass die Wickelachse der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und dergleichen parallel zu der Längsrichtung des Deckelabschnitts 2 ist. In einer Vorderansicht wird wie in 4 gezeigt der Nicht-Auftrags-Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte derart angeordnet, um die Verbindungsabschnitte 4a des Stromabnehmers 4 zu überlappen und der Nicht-Auftrags-Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte wird derart angeordnet, um die Verbindungsabschnitte 6a des Stromabnehmers 6 zu überlappen.
  • Der Nicht-Auftrags-Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte wird an den Stromabnehmer 4 in einem gebündelten Zustand geschweißt und der Nicht-Auftrags-Abschnitt 3a der folienförmigen negativen Elektrodenplatte wird an den Stromabnehmer 6 in einem gebündelten Zustand geschweißt.
  • Der Anschlussbolzen 5 auf der positiven Elektrodenseite, der an dem Deckelabschnitt 2 aus Metall (insbesondere Aluminium) angebracht ist, ist elektrisch mit dem Stromabnehmer 4 auf der positiven Elektrodenseite verbunden und der Anschlussbolzen 7 auf der negativen Elektrodenseite ist elektrisch mit dem Stromabnehmer 6 auf der negativen Elektrodenseite verbunden.
  • Eine Struktur zum Anbringen des Anschlussbolzens 5 an den Deckelabschnitt 2 und eine Struktur zum Verbinden des Anschlussbolzens 5 und des Stromabnehmers 4 sind dieselben wie eine Struktur zum Anbringen des Anschlussbolzens 7 an den Deckelabschnitt 2 und eine Struktur zum Verbinden des Anschlussbolzens 7 und des Stromabnehmers 6 und dieselben Strukturen sind symmetrisch angeordnet. Die Strukturen auf der positiven Elektrodenseite werden im Folgenden stellvertretend beschrieben.
  • Wie in einer Schnittdarstellung in 3 gezeigt, wird ein Nietelement 5a, das ein Befestigungselement FE zum Befestigen des Stromabnehmers 4 an dem Gehäuse BC darstellt und eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, einstückig mit einem Kopfabschnitt des Anschlussbolzens 5 geformt. Der Anschlussbolzen 5 wird mit dem Nietelement 5a, das durch eine in dem Deckelabschnitt 2 gebildete Elektroden-Befestigungsbohrung 8 hindurchgeht, angeordnet.
  • Der Anschlussbolzen 5 und der Stromabnehmer 4 werden an dem Deckelabschnitt 2 durch Quetschen von zwei Stücken eines Presskopfes 9 und 10, die angeordnet sind, um den Deckelabschnitt 2 zu umgeben, zwischen dem Kopfabschnitt des Anschlussbolzens 5 und dem Stromabnehmer 4 und Verstemmen eines Endabschnitts des Nietelements 5a auf einer Innenseite des Gehäuses BC angebracht und befestigt. Durch dieses Anbringen und Befestigen bilden das Nietelement 5a und der Stromabnehmer 4 einen Erregerstrompfad zwischen dem Stromerzeugungselement 3 und dem Anschlussbolzen 5, um das Stromerzeugungselement und den Anschlussbolzen 5 elektrisch zu verbinden.
  • Das Nietelement 5a ist das, was als ein Hohlniet bezeichnet wird, und ein Hohlabschnitt ST ist zwischen einer verstemmten Position CP und einer Innenseite des Nietelements 5a vorhanden, nachdem das Nietelement 5a verstemmt ist.
  • Zwischen dem Nietelement 5a und dem Stromerzeugungselement 3 wird ein Abstandsstück 11 angeordnet.
  • Das Abstandsstück 11 dient zum Unterdrücken einer Verschiebung des Stromerzeugungselements in Richtung des Nietelements 5a, wenn eine Vibration oder ein Stoß auf die Sekundärbatterie RB ausgeübt wird, und das Abstandsstück 11 und das Stromerzeugungselement 3 stehen in dem Zustand, in welchem das Stromerzeugungselement 3 an dem Stromabnehmer 4 befestigt wird, im Wesentlichen in engem Kontakt miteinander.
  • Das Abstandsstück 11 ist rittlings zu dem Nietelement 5a und dem Stromerzeugungselement 3 und rittlings zu dem Nietelement 5a und den Nicht-Auftrags-Abschnitt 3a der folienförmigen positiven Elektrodenplatte oder der folienförmigen negativen Elektrodenplatte angeordnet.
  • Als Material des Abstandsstücks 11 kann ein Harz wie zum Beispiel PPS (Polyphenylensulfid), PP (Polypropylen), PE (Polyethylen) und PVDF (Polyvinylidenfluorid), das zum Verpacken verwendet wird, ein Separator und dergleichen verwendet werden und PPS ist unter dem Gesichtspunkt der Wärmebeständigkeit besonders bevorzugt.
  • Das Abstandsstück 11 ist in einer wie in 5 und 6 gezeigten Form gebildet.
  • 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abstandsstücks 11 von der Seite des Nietelements 5a und 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abstandsstücks 11 von der Seite des Stromerzeugungselements 3.
  • Wie in 5 gezeigt, wird ein kreisförmiger säulenartiger vorspringender Abschnitt 11a auf einer Anlagefläche des Abstandsstücks 11 auf der Seite des Nietelements 5a gebildet und eine ringförmige ausgesparte Nut 11b wird um einen Basisendabschnitt des kreisförmigen säulenartigen vorspringenden Abschnitts 11a gebildet.
  • Wie in 6 gezeigt, wird eine ausgesparte Anlagefläche 11c, die im Wesentlichen in einer Form einer inneren Anlagefläche eines Zylinders ausgeführt ist, auf einer Anlagefläche des Abstandsstücks 11 auf der Seite des Stromerzeugungselements 3 gebildet.
  • Wie in 3 gezeigt, soll der kreisförmige säulenartige vorspringende Abschnitt 11a in den Hohlabschnitt ST in dem Nietelement 5a eingepasst werden, um ein Positionieren des Abstandsstücks 11 in einer Montageposition durchzuführen und eine montierte Lage des Abstandsstücks 11 beizubehalten, und die Abmessungen einer äußeren Form des kreisförmigen säulenartigen vorspringenden Abschnitts 11a und eines Innendurchmesser des Hohlabschnitts ST werden derart eingestellt, so dass eine bewegliche Presspassung erreicht wird.
  • Die ausgesparte Nut 11b dient dazu, den Stromabnehmer 4 und das Abstandsstück 11 in engen Kontakt miteinander zu bringen, indem ein verstemmter Abschnitt (der Abschnitt, der als die verstemmte Position CP gezeigt ist) des Nietelements 5a in die ausgesparte Nut 11b eingebracht wird, wenn der kreisförmige säulenartige vorspringende Abschnitt 11a in den Hohlabschnitt ST in dem Nietelement 5a eingepasst wird (siehe 3).
  • Das Abstandsstück 11 erstreckt sich zu dem gebogenen Abschnitt des Stromabnehmers 4 in der Nähe des Endabschnitts in der Längrichtung des Deckelabschnitts 2 und steht in engem Kontakt mit einer vertikalen Wandfläche des Stromabnehmers 4 (eine Anlagefläche des Abschnitts, der sich in der Richtung der Normalen zu dem Deckelabschnitt 2 erstreckt, der die Montagefläche des Anschlussbolzens 5 darstellt).
  • Demzufolge wird ein Eckabschnitt des Abstandsstücks 11, der in Kontakt mit dem gebogenen Abschnitt des Stromabnehmers 4 steht, für eine Anpassung an eine Form des gebogenen Abschnitts des Stromabnehmers 4 abgerundet.
  • Die ausgesparte Anlagefläche 11c des Abstandsstücks 11, die dem Stromerzeugungselement 3 zugewandt ist, wird in der Form der ausgesparten Anlagefläche für eine Anpassung an eine Form einer seitlichen Anlagefläche des Stromerzeugungselements 3 gebildet, das durch Wickeln der folienförmigen positiven Elektrodenplatte und dergleichen und Abflachen dieser kurvenförmig ist.
  • Wie schematisch in 2 gezeigt, werden gegenüberliegende Seitenendabschnitte einer ebenen Fläche des abgeflachten Stromerzeugungselements 2 als kurvenförmige Anlageflächen mit kleinen Krümmungsradien gebildet und das Stromerzeugungselement 3 wird in dem Gehäuse BC mit den an oberen und unteren Positionen angeordneten gegenüberliegenden Seitenendabschnitten angeordnet. Demzufolge weist die Form der ausgesparten Anlagefläche 11c eine Form auf, die am besten an die kurvenförmige Anlagefläche des oberen Endabschnitts (das oberen Ende in der aufgenommenen Lage in dem Gehäuse BC) des Stromerzeugungselements 3 mit dem kleinen Krümmungsradius angepasst ist.
  • Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, weist die negative Elektrodenseite, umfassend das Abstandsstück 11 und dergleichen, dieselbe Struktur wie die positive Elektrodenseite auf, mit der Ausnahme, dass die Strukturen auf der negativen Elektrodenseite und der positiven Elektrodenseite in Symmetrielagen angeordnet sind und dass die metallischen Elemente aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.
  • Die metallischen Elemente auf der positiven Elektrodenseite werden grundsätzlich aus Aluminium hergestellt und die metallischen Elemente auf der negativen Elektrodenseite werden grundsätzlich aus Kupfer hergestellt.
  • [HERSTELLUNGSVERFAHREN DER SEKUNDÄRBATTERIE RB]
  • Als nächstes wird kurz ein Herstellungsverfahren der Sekundärbatterie RB beschrieben.
  • Als erstes wird das Gehäuse BC der Sekundärbatterie RB montiert.
  • Wie oberhalb beschrieben, wird das Stromerzeugungselement 3 durch jeweiliges Aufbringen eines aktiven Materials für eine positive Elektrode und eines aktiven Materials für eine negative Elektrode auf der langen bandförmigen folienförmigen positiven Elektrodenplatte und der folienförmigen negativen Elektrodenplatte, Wickeln der Platten mit dem dort dazwischen eingebrachten Separator nach einer Trocknungsbehandlung oder dergleichen und Pressen der Platten in eine flache Form gebildet. Die folienförmige positive Elektrodenplatte und die folienförmige negative Elektrodenplatte weisen die Nicht-Auftrag-Abschnitte 3a auf, die an ersten Endseiten in einer Breitenrichtung angeordnet sind und nicht mit dem aktiven Material versehen sind, um mit den Stromabnehmern 4 und 6 verbunden zu werden. Die folienförmige positive Elektrodenplatte und die folienförmige negative Elektrodenplatte werden derart gewickelt, so dass die Nicht-Auftrags-Abschnitte der positiven Elektrode und der negativen Elektrode an gegenüberliegenden Endkantenabschnitten voneinander angeordnet werden und dass die Nicht-Auftrags-Abschnitte 3a seitwärts hervorspringen.
  • Andererseits werden die Elektroden-Befestigungsbohrungen 8 zum Anbringen der Anschlussbolzen 5 und 7 im Voraus in dem Deckelabschnitt 2 und den Stromabnehmern 4 und 6 gebildet und die Anschlussbolzen 5 und 7 werden an dem Deckelabschnitt 2 mit den dort dazwischen eingeschobenen Presskopfstücken 9 und 10 durch Verstemmen der Nietelemente 5a befestigt.
  • Nach Verstemmen der Nietelemente 5a werden die Abstandsstücke 11 in Ausrichtungen in Montagezuständen gebracht, die in 3 gezeigt sind, und die kreisförmigen säulenartigen vorspringenden Abschnitte 11a der Abstandsstücke 11 werden in die Hohlabschnitte ST in den Nietelementen 5a eingepasst.
  • Als nächstes werden durch Schweißen der Nicht-Auftragschnitte 3a des Stromerzeugungselements 3 an die Stromabnehmer 4 und 6, die wie oberhalb beschrieben an den Deckelabschnitt 2 befestigt werden, der Deckelabschnitt 2 und das Stromerzeugungselement 3 miteinander zusammengefügt.
  • Der Schweißvorgang des Stromerzeugungselements 3 wird nach einem Positionieren des Stromerzeugungselements 3 durchgeführt, indem die kurvenförmige Anlagefläche des Seitenendabschnitts des Stromerzeugungselements 3 in Kontakt mit den ausgesparten Anlageflächen 11c der Abstandsstücke 11 gebracht. wird.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die Verarbeitbarkeit beim Zusammenbau des Stromerzeugungselements 3 zu verbessern.
  • Dann wird durch Aufnehmen des Stromerzeugungselements 3 in dem Dosenkörper 1 und miteinander Verschweißen des Deckelabschnitts 2 und des Dosenkörpers 1 die Montage des Gehäuses BC der Sekundärbatterie RB abgeschlossen.
  • Nachdem die Montage des Gehäuses BC abgeschlossen ist, wird die Elektrolytlösung in das Gehäuse BC durch eine Elektrolytlösungs-Einfüllöffnung (nicht gezeigt) eingespritzt und eine anfängliche Ladung (Vorladung), ein Altern und dergleichen werden durchgeführt.
  • [WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN]
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend aufgeführt.
    • (1) Obwohl die separaten Abstandsstücke 11 an der positiven Elektrodenseite und der negativen Elektrodenseite in dem Beispiel, das in der oberhalb beschriebenen Ausführungsform beschrieben wird, separat vorgesehen sind, kann ein Abschnitt, der zwischen einem Nietelement und einem Stromerzeugungselement 3 an einer positiven Elektrodenseite angeordnet ist, und ein Abschnitt, der zwischen einem Nietelement und dem Stromerzeugungselement 3 an einer negativen Elektrodenseite angeordnet ist, wie in 7 gezeigt, einstückig gebildet werden.
  • Ein in 7 gezeigtes Abstandsstück 21 wird gebildet durch Bilden eines kreisförmigen säulenartigen vorspringenden Abschnitts 21a, der in ein Nietelement 5a der positiven Elektrodenseite eingepasst werden soll, und eines kreisförmigen säulenförmigen Abschnitts 21b, der in einen Nietabschnitt der negativen Elektrodenseite an einem einzelnen Element eingepasst werden soll, und ferner Bilden einer ausgesparten Anlagefläche 21c, die an eine kurvenförmige Anlagefläche des Stromerzeugungselements 3 angepasst ist, auf einer Anlagefläche, die sich gegenüber einer Anlagefläche befindet, an welcher die kreisförmigen säulenartigen vorspringenden Abschnitte 21a und 21b gebildet sind.
  • Wie in 8 gezeigt, wo ein montierter Zustand des Abstandsstücks 21 in 7 dargestellt ist, ist das Abstandsstück 21 über eine gesamte Breite von einem gebogenen Abschnitt eines Stromabnehmers 4 der positiven Elektrodenseite zu einem gebogenen Abschnitt eines Stromabnehmers 6 der negativen Elektrodenseite vorhanden, um eine Verschiebung des Stromerzeugungselements 3 zu unterdrücken und um ein Verbiegen der Stromabnehmer 4 und 6 zu unterdrücken.
    • (2) Obwohl die Nietelemente 5a an den Kopfabschnitten der Anschlussbolzen 5 und 7, die die Elektrodenanschlüsse darstellen, vorgesehen sind, und die Elektrodenanschlüsse und die Nietelemente in dem Beispiel, das in der oberhalb beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, einstückig geformt sind, können die Nietelemente als eigenständige Hohlnieten vorgesehen werden und können mit separaten Anschlussbolzen durch Stromschienen oder dergleichen verbunden werden.
  • Alternativ können Vollnieten anstatt der Hohlnieten verwendet werden. Falls die Vollnieten verwendet werden, werden nach einem Verstemmprozess vorspringende Abschnitte gebildet, die von verstemmten Positionen CP (siehe 3) in Richtung eines Stromerzeugungselements vorspringen. Durch Bilden der ausgesparten Abschnitte, die über die vorspringenden Abschnitte in Abstandsstücken 11 angebracht werden sollen, ist es möglich, ein Positionieren der Abstandsstücke durchzuführen.
  • Darüber hinaus können Bolzen anstatt der Hohlnieten verwendet werden. Falls die Bolzen verwendet werden, werden Stromabnehmer und ein Deckelabschnitt aneinander befestigt, indem ein Prozess zum Anordnen von Muttern auf Gewindeabschnitten der Bolzen und ein Befestigen der Bolzen anstatt dem Verstemmprozess durchgeführt wird. Nach diesem Prozess stehen Kopfabschnitte der Bolzen von einer rückseitigen Anlagefläche des Deckelabschnitts in Richtung eines Stromerzeugungselements hervor. Durch Bilden von ausgesparten Abschnitten, die über die Kopfabschnitte der Bolzen in Abstandsstücken 11 angebracht werden sollen, ist es möglich, ein Positionieren der Abstandsstücke 11 durchzuführen. Falls die Bolzen verwendet werden, können ausgesparte Abschnitte (Hohlabschnitte) in den Kopfabschnitten der Bolzen gebildet werden. In diesem Fall ist es durch Bilden von hervorspringenden Abschnitten, die in die Hohlabschnitte der Abstandsstücke 11 eingepasst werden sollen, möglich, das Positionieren durchzuführen.
  • Bezugszeichenliste
    • BC
    Gehäuse
    FE
    Befestigungselement
    ST
    Hohlabschnitt
    3
    Stromerzeugungselement
    4, 6
    Stromabnehmer
    5, 7
    Elektrodenanschluss
    5a
    Nietelement (Hohlniet)
    11, 21
    Abstandsstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000-030676 A [0009]

Claims (6)

  1. Batterie, aufweisend: ein Stromerzeugungselement; ein das Stromerzeugungselement aufnehmendes Gehäuse; einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Elektrodenanschluss; einen mit dem Stromerzeugungselement verbundenen Stromabnehmer; und ein Befestigungselement zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse und aufweisend eine elektrische Leitfähigkeit, wobei der Stromabnehmer und das Befestigungselement einen Erregerstrompfad zwischen dem Stromerzeugungselement und dem Elektrodenanschluss bilden, wobei ein Abstandsstück, das durch Eingriff mit dem Befestigungselement positioniert wird, und das eine Verschiebung des Stromerzeugungselements unterdrückt, zwischen dem Befestigungselement und dem Stromerzeugungselement angeordnet ist.
  2. Batterie nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement durch einen Hohlniet zum Befestigen des Stromabnehmers an dem Gehäuse, mit zumindest einer Innenseite des Hohlniets mit Bezug auf das Gehäuse verstemmt gebildet ist, und das Abstandsstück positioniert ist, indem es in einen Hohlabschnitt in dem Hohlniet eingepasst ist.
  3. Batterie nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abstandsstück durch einstückiges Bilden eines Abschnitts, der zwischen dem Befestigungselement und dem Stromerzeugungselement auf einer positiven Elektrodenseite angeordnet ist, und eines Abschnitts, der zwischen dem Nietelement und dem Stromerzeugungselement auf einer negativen Elektrodenseite angeordnet ist.
  4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stromerzeugungselement als ein Stromerzeugungselement vom Wicklungs-Typ gebildet ist, das durch Wickeln einer langen folienförmigen positiven Elektrodenplatte, einer negativen Elektrodenplatte und eines Separators in einem Schichtzustand gebildet ist, und eine Anlagefläche des Abstandsstücks, die dem Stromerzeugungselement zugewandt ist, in einer Form einer ausgesparten Anlagefläche gebildet ist, die auf eine Form einer seitlichen Anlagefläche des Stromerzeugungselements angepasst ist, die durch das Wickeln einen kurvenförmigen Verlauf aufweist.
  5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Stromabnehmer in einer gebogenen Form mit einem Abschnitt, der sich entlang einer Anlagefläche des Gehäuses erstreckt, an welcher der Elektrodenanschluss angebracht ist, und einem Abschnitt, der sich in einer Richtung einer Normalen zu der Anlagefläche des Gehäuses erstreckt, an welcher der Elektrodenanschluss angebracht ist, gebildet ist, und das Abstandsstück in einer Form gebildet ist, die sich zu einem gebogenen Abschnitt des Stromabnehmers erstreckt.
  6. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Abschnitt, der nicht mit einem aktiven Material versehen ist, an einer Endseite von zumindest einer der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte, die in dem Stromerzeugungselement umfasst sind, gebildet ist, und das Abstandsstück zwischen dem Befestigungselement und dem Nicht-Auftrags-Abschnitt angeordnet ist.
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