JP7427903B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

従来、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子の配列方向において複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対のエンド部と、一対のエンド部と接合される被接合部材と、を備える蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の電池セル（蓄電素子）と、複数の電池セルをその配列方向に挟持する挟持部を有する一対のエンドプレート（エンド部）と、を備え、一対のエンドプレートが筐体の底壁（被接合部材）に固定された構成の電池モジュール（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１８－５９９６号公報

本願発明者は、上記従来の蓄電装置のように、複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対のエンド部が被接合部材に接合される構成において、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するおそれがあることを見出した。つまり、上記従来の蓄電装置では、複数の蓄電素子がその配列方向に膨れた場合に、エンド部と被接合部材との接合が外れるなど、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するおそれがある。なお、上記特許文献１において、蓄電装置（電池モジュール）は、バスバー部と一体化されて複数の蓄電素子（電池セル）を拘束する一対の拘束部を有する兼用部材を備えている。しかしながら、上記特許文献１において、兼用部材は、バスバー部が配置されていない側（バスバー部の反対側）においては、複数の蓄電素子の膨れに抗することができず、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対のエンド部が被接合部材に接合される構成において、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するのを抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子の配列方向において前記複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対の第一エンド部と、前記一対の第一エンド部と一体に形成されて、前記一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部と、前記複数の蓄電素子とで前記第一繋ぎ部を挟む位置に配置され、前記一対の第一エンド部、または、前記配列方向において前記一対の第一エンド部を挟む位置に配置される一対の第二エンド部と接合される被接合部材と、を備える。

これによれば、蓄電装置において、複数の蓄電素子を挟む一対の第一エンド部と第一繋ぎ部とが一体に形成され、複数の蓄電素子とで第一繋ぎ部を挟む位置に、一対の第一エンド部または一対の第二エンド部（以下、一対のエンド部という）と接合される被接合部材が配置されている。このように、第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子を挟む一対の第一エンド部と一体に形成されているため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、第一繋ぎ部側において、複数の蓄電素子が膨れるのを抑制することができる。この構成において、被接合部材は、複数の蓄電素子の第一繋ぎ部側で一対のエンド部と接合されているため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、一対のエンド部と被接合部材との接合部に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、エンド部と被接合部材との接合が外れるなど、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するのを抑制することができる。

また、前記一対の第一エンド部は、前記複数の蓄電素子を収容する外装体の一対の側壁であり、前記被接合部材は、前記一対の側壁と接合される前記外装体の蓋体であることにしてもよい。

これによれば、一対の第一エンド部は、外装体の一対の側壁であるため、外装体の一対の側壁が第一繋ぎ部と一体に形成されていることとなる。このため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、当該一対の側壁と一体の第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子が膨れるのを抑制する。この構成において、被接合部材は、当該一対の側壁と接合される外装体の蓋体であるため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、当該一対の側壁と蓋体との接合部に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、外装体の側壁と蓋体との接合が外れるなど、外装体の側壁と蓋体との接合部が損傷するのを抑制することができる。

また、さらに、前記複数の蓄電素子が有する少なくとも１つの電極端子に接続されるバスバーを備え、前記第一繋ぎ部は、前記バスバーが配置されるバスバーフレームであることにしてもよい。

これによれば、第一繋ぎ部は、バスバーが配置されるバスバーフレームであるため、バスバーが蓄電素子の電極端子に固定されることで、第一繋ぎ部も蓄電素子に対して固定される。このように、第一繋ぎ部が、バスバーとともに蓄電素子に固定されることで、複数の蓄電素子が第一繋ぎ部側（蓋体側）で膨れるのをさらに抑制することができる。これにより、外装体の側壁と蓋体との接合部が損傷するのをさらに抑制することができる。

また、さらに、前記一対の側壁と接合される前記外装体の底壁と、前記外装体に収容され、前記配列方向において前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部と、前記複数の蓄電素子と前記底壁との間に配置され、前記一対の挟持部を繋ぐ第二繋ぎ部と、を備えることにしてもよい。

これによれば、蓄電装置において、複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部を第二繋ぎ部が繋ぎ、複数の蓄電素子とで第二繋ぎ部を挟む位置に、外装体の一対の側壁と接合される外装体の底壁が配置されている。このように、第二繋ぎ部が、複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部を繋いでいるため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、第二繋ぎ部側において、複数の蓄電素子が膨れるのを抑制することができる。この構成において、外装体の底壁は、複数の蓄電素子の第二繋ぎ部側で外装体の一対の側壁と接合されているため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、一対の側壁と底壁との接合部に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、外装体の側壁と底壁との接合が外れるなど、外装体の側壁と底壁との接合部が損傷するのを抑制することができる。

また、前記一対の第二エンド部は、前記複数の蓄電素子を収容する外装体の一対の側壁であり、前記一対の第一エンド部は、前記外装体に収容され、前記配列方向において前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部であり、前記被接合部材は、前記一対の側壁と接合される前記外装体の底壁であることにしてもよい。

これによれば、一対の第一エンド部は、複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部であるため、当該一対の挟持部が第一繋ぎ部と一体に形成されていることとなる。このため、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、当該一対の挟持部と一体の第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子が膨れるのを抑制する。この構成において、一対の第二エンド部は、外装体の一対の側壁であり、被接合部材は、当該一対の側壁と接合される外装体の底壁であるため、外装体の底壁が、複数の蓄電素子とで第一繋ぎ部を挟む位置に配置されていることとなる。これにより、複数の蓄電素子が配列方向に膨れようとしても、第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子が底壁側で膨れるのを抑制するため、当該一対の側壁と底壁との接合部に応力がかかるのを抑制することができる。したがって、外装体の側壁と底壁との接合が外れるなど、外装体の側壁と底壁との接合部が損傷するのを抑制することができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、第一エンド部と第一繋ぎ部と被接合部材との組み合わせ、または、それらと第二エンド部との組み合わせとしても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対のエンド部（第一エンド部または第二エンド部）が被接合部材に接合される構成において、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するのを抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る外装体本体の構成を示す斜視図及び断面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の製造方法のうち複数の蓄電素子を外装体内に収容する工程を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置の製造方法のうち外装体本体と蓋体及び底壁とを接合する工程を示す断面図である。 実施の形態の変形例に係る外装体本体の構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の配列方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、蓄電素子が有する電極体の極板の積層方向を、Ｘ軸方向と定義する。１つの蓄電素子における一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電装置の蓋体と外装体本体と底壁との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋部との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

（実施の形態）
［１ 蓄電装置１０の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電装置１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。また、蓄電装置１０は、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

図１に示すように、蓄電装置１０は、外装体１００を備えており、図２に示すように、外装体１００の内方には、複数の蓄電素子２００、拘束部材３００、及び、複数のバスバー４００等が収容されている。なお、蓄電装置１０は、隣り合う２つの蓄電素子２００の間に配置されるスペーサ、蓄電素子２００の充電状態及び放電状態を監視するための回路基板等の電気機器等を備えていてもよい。

外装体１００は、蓄電装置１０の外装体を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１００は、複数の蓄電素子２００、拘束部材３００、及び、複数のバスバー４００等の外方に配置され、これら蓄電素子２００等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。

外装体１００は、外装体１００の本体部分を構成する外装体本体１１０と、外装体１００の蓋部分を構成する蓋体１２０と、外装体１００の底部分を構成する底壁１３０と、を有している。外装体本体１１０は、矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２００及び拘束部材３００を収容する。具体的には、外装体本体１１０は、複数の蓄電素子２００及び拘束部材３００のＸ軸方向両側の全面、Ｙ軸方向両側の全面、及び、Ｚ軸プラス方向側の一部を覆うように配置される。外装体本体１１０の構成の詳細な説明については、後述する。

蓋体１２０は、外装体本体１１０のＺ軸プラス方向に配置される扁平な矩形状の部材である。蓋体１２０は、外周部分が外装体本体１１０のＺ軸プラス方向の部位とヒートシール等によって接合されて、外装体本体１１０のＺ軸プラス方向側の開口を閉塞する。蓋体１２０には、正極外部端子１２１と負極外部端子１２２とが設けられている。蓄電装置１０は、この正極外部端子１２１と負極外部端子１２２とを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。

底壁１３０は、外装体本体１１０のＺ軸マイナス方向に配置される扁平な矩形状の板状部材である。底壁１３０は、外周部分が外装体本体１１０のＺ軸マイナス方向の部位とヒートシール等によって接合されて、外装体本体１１０のＺ軸マイナス方向側の開口を閉塞する。底壁１３０には、拘束部材３００が、複数の蓄電素子２００を拘束した状態で載置される
外装体１００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装等の絶縁処理をした金属等により形成されている。外装体１００は、これにより、蓄電素子２００等が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電素子２００等の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体１００は、絶縁処理されていない金属等の導電部材で形成されていてもよい。また、外装体本体１１０、蓋体１２０及び底壁１３０は、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもよい。

蓄電素子２００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子２００は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、本実施の形態では、８個の蓄電素子２００がＸ軸方向に並んで配列されている。なお、蓄電素子２００の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子２００の個数は限定されない。また、蓄電素子２００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、蓄電素子２００は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。また、蓄電素子２００は、ラミネート型の蓄電素子であってもよい。

具体的には、蓄電素子２００は、容器２１０と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２２０と、を備えている。また、容器２１０の内方には、電極体、一対の集電体、及び、電解液（非水電解質）等が収容されており、容器２１０と電極端子２２０及び集電体との間にはガスケットが配置されているが、これらの図示は省略する。なお、当該電解液としては、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。また、蓄電素子２００は、上記構成の他、集電体の側方等に配置されるスペーサ、及び、容器２１０の外面を覆う絶縁シート等を備えていてもよい。

容器２１０は、開口が形成された容器本体と、容器本体の開口を閉塞する蓋部とを有する直方体形状（角形）の容器であり、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属等で形成されている。本実施の形態では、容器２１０は、長側面がＸ軸方向に向き、短側面がＹ軸方向に向く姿勢、つまり、一対の長側面がＸ軸方向で対向し、一対の短側面がＹ軸方向で対向する姿勢で配置されている。また、容器２１０のＺ軸プラス方向側の面（蓋部）には、容器２１０内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁２３０が設けられている。なお、容器２１０には、容器２１０内方に電解液を注液するための注液部が設けられていてもよい。

電極端子２２０は、容器２１０のＺ軸プラス方向側の面（蓋部）に配置される蓄電素子２００の端子（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子２２０は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子２００の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子２００の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子２２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。なお、電極体は、極板（正極板及び負極板）が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。

集電体は、電極端子２２０と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

拘束部材３００は、複数の蓄電素子２００をＸ軸方向において挟み込むことで、複数の蓄電素子２００をＸ軸方向において拘束する（複数の蓄電素子２００にＸ軸方向における拘束力を付与する）部材である。拘束部材３００は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されているが、剛性の高い樹脂等の絶縁部材で形成されていてもよい。ここで、拘束部材３００は、一対の挟持部３１０及び３２０と、一対の挟持部３１０及び３２０を繋ぐ繋ぎ部３３０と、を有している。

挟持部３１０は、ＹＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、複数の蓄電素子２００のＸ軸マイナス方向に配置される（図５参照）。挟持部３２０は、ＹＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、複数の蓄電素子２００のＸ軸プラス方向に配置される（図５参照）。これにより、一対の挟持部３１０及び３２０は、複数の蓄電素子２００の配列方向（Ｘ軸方向）において、複数の蓄電素子２００を挟む位置に配置されて、複数の蓄電素子２００を挟み込む。本実施の形態では、挟持部３１０及び３２０は、蓄電素子２００の容器２１０のＸ軸方向側の側面（長側面）の全面を覆うように配置される（図４の（ａ）参照）。

繋ぎ部３３０は、ＸＹ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、複数の蓄電素子２００と外装体１００の底壁１３０との間に配置される。本実施の形態では、繋ぎ部３３０は、複数の蓄電素子２００のＺ軸マイナス方向側の面（底面）の全面を覆うように配置される（図４の（ａ）参照）。具体的には、繋ぎ部３３０は、Ｘ軸マイナス方向側の端部が挟持部３１０のＺ軸マイナス方向側の端部に接続され、Ｘ軸プラス方向側の端部が挟持部３２０のＺ軸マイナス方向側の端部に接続されて、一対の挟持部３１０及び３２０を繋ぐ部位である。

また、繋ぎ部３３０は、一対の挟持部３１０及び３２０と一体に形成されている。ここで、繋ぎ部３３０と挟持部３１０及び３２０とが一体に形成されているとは、繋ぎ部３３０と挟持部３１０及び３２０とがボルト締結等で接続されているような状態ではなく、繋ぎ部３３０と挟持部３１０及び３２０とが継ぎ目なく接続されている（一体化されている）状態をいう。例えば、１枚の板状部材を折り曲げたり、３枚の板状部材を溶接（溶着）等により溶かして一体化したりすることにより、挟持部３１０、３２０及び繋ぎ部３３０を有する一体物の拘束部材３００を形成することができる。

バスバー４００は、複数の蓄電素子２００が有する少なくとも１つの電極端子２２０に接続される矩形状かつ平板状の部材である。具体的には、バスバー４００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００の電極端子２２０、正極外部端子１２１、及び、負極外部端子１２２に接続（接合）される。つまり、バスバー４００は、複数の蓄電素子２００の電極端子２２０同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子２００の電極端子２２０と正極外部端子１２１及び負極外部端子１２２とを接続する。なお、バスバー４００と電極端子２２０、正極外部端子１２１、及び、負極外部端子１２２とを接続（接合）する手法は特に限定されず、例えば、溶接またはボルト締結等による接合が用いられる。

バスバー４００は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材で形成されている。本実施の形態では、バスバー４００は、蓄電素子２００を２個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続する。なお、バスバー４００は、８個の蓄電素子２００を全て直列に接続してもよいし、その他の接続構成であってもよい。

［２ 外装体本体１１０の構成の説明］
次に、外装体本体１１０の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る外装体本体１１０の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図３の（ａ）は、図２に示した外装体本体１１０を拡大して示す拡大斜視図であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の外装体本体１１０をＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線を通るＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。

図３に示すように、外装体本体１１０は、Ｘ軸方向において対向する一対の側壁１１１及び１１２と、Ｙ軸方向において対向する一対の側壁１１３及び１１４と、一対の側壁１１１及び１１２を繋ぐ繋ぎ部１１５と、を有している。

側壁１１１は、ＹＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、拘束部材３００の挟持部３１０及び複数の蓄電素子２００のＸ軸マイナス方向に配置される（図５参照）。側壁１１２は、ＹＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、拘束部材３００の挟持部３２０及び複数の蓄電素子２００のＸ軸プラス方向に配置される（図５参照）。これにより、一対の側壁１１１及び１１２は、複数の蓄電素子２００の配列方向（Ｘ軸方向）において、一対の挟持部３１０及び３２０を挟む位置、つまり、拘束部材３００及び複数の蓄電素子２００を挟む位置に配置される。

側壁１１３は、ＸＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、拘束部材３００及び複数の蓄電素子２００のＹ軸マイナス方向に配置される。具体的には、側壁１１３は、Ｘ軸マイナス方向側の端部が側壁１１１のＹ軸マイナス方向側の端部に接続され、Ｘ軸プラス方向側の端部が側壁１１２のＹ軸マイナス方向側の端部に接続されて、一対の側壁１１１及び１１２を繋ぐ部位である。また、側壁１１３は、一対の側壁１１１及び１１２と一体に形成されている。

側壁１１４は、ＸＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位であり、拘束部材３００及び複数の蓄電素子２００のＹ軸プラス方向に配置される。具体的には、側壁１１４は、Ｘ軸マイナス方向側の端部が側壁１１１のＹ軸プラス方向側の端部に接続され、Ｘ軸プラス方向側の端部が側壁１１２のＹ軸プラス方向側の端部に接続されて、一対の側壁１１１及び１１２を繋ぐ部位である。また、側壁１１４は、一対の側壁１１１及び１１２と一体に形成されている。これにより、一対の側壁１１３及び１１４は、複数の蓄電素子２００の配列方向と交差する方向（Ｙ軸方向）において、拘束部材３００及び複数の蓄電素子２００を挟む位置に配置される。

繋ぎ部１１５は、ＸＹ平面に平行かつＸ軸方向に延設された矩形状かつ平板状の部位であり、複数の蓄電素子２００と外装体１００の蓋体１２０との間に配置される。本実施の形態では、繋ぎ部１１５は、それぞれの蓄電素子２００が有する一対の電極端子２２０の間に対向する位置に配置される。つまり、外装体本体１１０において、繋ぎ部１１５のＹ軸方向両側の、それぞれの蓄電素子２００の電極端子２２０に対応する位置には、矩形状の開口部１１６が形成されている。それぞれの蓄電素子２００の電極端子２２０は、この開口部１１６内に配置されて、バスバー４００と接合される。

具体的には、繋ぎ部１１５は、Ｘ軸マイナス方向側の端部が側壁１１１のＺ軸プラス方向側の端部に接続され、Ｘ軸プラス方向側の端部が側壁１１２のＺ軸プラス方向側の端部に接続されて、一対の側壁１１１及び１１２を繋ぐ部位である。また、繋ぎ部１１５は、一対の側壁１１１及び１１２と一体に形成されている。例えば、繋ぎ部１１５は、側壁１１１及び１１２を製造する際に一対の側壁１１１及び１１２とともに一体形成されてもよいし、側壁１１１及び１１２と溶着（溶接）等により溶かして一体化されてもよい。このように、外装体本体１１０は、一対の側壁１１１及び１１２と一対の側壁１１３及び１１４と繋ぎ部１１５とが一体化された一体物である。なお、外装体本体１１０における「一体に形成されている」の概念は、上述の拘束部材３００における「一体に形成されている」の概念と同様である。

［３ 蓄電装置１０の製造方法の説明］
次に、蓄電装置１０の製造方法について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の製造方法のうち複数の蓄電素子２００を外装体１００内に収容する工程を示す斜視図である。具体的には、図４の（ａ）は、複数の蓄電素子２００を拘束部材３００で拘束する工程を示す斜視図である。図４の（ｂ）は、複数の蓄電素子２００及び拘束部材３００を、外装体１００（外装体本体１１０、蓋体１２０及び底壁１３０）に収容する工程を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の製造方法のうち外装体本体１１０と蓋体１２０及び底壁１３０とを接合する工程を示す断面図である。具体的には、図５は、図１の蓄電装置１０をＶ－Ｖ線を通るＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図である。なお、図４及び図５では、説明の便宜のため、バスバー４００の図示は省略している。

図４の（ａ）に示すように、拘束部材３００に対して、Ｚ軸プラス方向から複数の蓄電素子２００が近付き、一対の挟持部３１０及び３２０の間に複数の蓄電素子２００が挿入される。これにより、複数の蓄電素子２００のＸ軸方向両側に一対の挟持部３１０及び３２０が配置されて、複数の蓄電素子２００がＸ軸方向において拘束部材３００に拘束される。なお、蓄電素子２００は、電極体の極板（正極板及び負極板）がＸ軸方向に積層されており、Ｘ軸方向に膨らみやすい。つまり、拘束部材３００は、蓄電素子２００が膨らむ方向において、複数の蓄電素子２００を拘束する。

そして、図４の（ｂ）に示すように、複数の蓄電素子２００が拘束部材３００に拘束された状態で、複数の蓄電素子２００及び拘束部材３００が、外装体本体１１０のＺ軸マイナス方向から外装体本体１１０に挿入される。なお、この際、複数の蓄電素子２００及び拘束部材３００を底壁１３０に載置してから外装体本体１１０に挿入してもよいし、複数の蓄電素子２００及び拘束部材３００を外装体本体１１０に挿入してから底壁１３０に載置してもよい。

これにより、図５に示すように、外装体本体１１０のＺ軸マイナス方向側の端部、及び、拘束部材３００の繋ぎ部３３０が、底壁１３０に当接する。つまり、底壁１３０は、複数の蓄電素子２００とで拘束部材３００の繋ぎ部３３０を挟む位置に配置される。そして、底壁１３０は、外装体本体１１０の一対の側壁１１１及び１１２、並びに、一対の側壁１１３及び１１４と接合される。これにより、底壁１３０と、側壁１１１、１１２、１１３及び１１４との接合部５１０が形成される。

接合部５１０は、底壁１３０と側壁１１１～１１４のＺ軸マイナス方向側の端部とが接合されて形成された、Ｚ軸方向から見て矩形環状の接合部である。本実施の形態では、接合部５１０は、ヒートシール（熱溶着）によって接合された部位である。なお、接合部５１０における接合の手法は、ヒートシールには限定されず、接着剤による接着、超音波溶着、熱かしめ、溶接、ネジ締結、かしめ接合等が用いられてもよい。また、接合部５１０は、側壁１１１～１１４のＺ軸マイナス方向側の端部の全周（底壁１３０の外周の全周）に亘って形成されているのが好ましいが、当該全周のうちの一部に接合部５１０が形成されていなくてもよい。

そして、蓄電素子２００の電極端子２２０にバスバー４００が接合された後に、外装体本体１１０に蓋体１２０が載置されて、外装体本体１１０のＺ軸プラス方向側の端部が、蓋体１２０に当接する。なお、蓄電素子２００の電極端子２２０にバスバー４００が接合されるタイミングは、上述の接合部５１０が形成される前でもよいし、蓄電素子２００が外装体本体１１０に挿入される前でもよいし、蓄電素子２００が拘束部材３００に拘束される前でもよい。

これにより、蓋体１２０は、複数の蓄電素子２００とで外装体本体１１０の繋ぎ部１１５を挟む位置に配置される。そして、蓋体１２０は、外装体本体１１０の一対の側壁１１１及び１１２、並びに、一対の側壁１１３及び１１４と接合される。これにより、蓋体１２０と、側壁１１１、１１２、１１３及び１１４との接合部５２０が形成される。

接合部５２０は、蓋体１２０と側壁１１１～１１４のＺ軸プラス方向側の端部とが接合されて形成された、Ｚ軸方向から見て矩形環状の接合部である。本実施の形態では、接合部５２０は、接合部５１０と同様のヒートシール等によって接合された部位である。なお、接合部５２０は、接合部５１０と同様に、側壁１１１～１１４のＺ軸プラス方向側の端部の全周（蓋体１２０の外周の全周）に亘って形成されているのが好ましいが、当該全周のうちの一部に接合部５２０が形成されていなくてもよい。

ここで、上記の構成において、以下のように定義することができる。外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２は、複数の蓄電素子２００の配列方向において複数の蓄電素子２００を挟む位置に配置される一対の第一エンド部の一例である。外装体１００の繋ぎ部１１５は、一対の第一エンド部と一体に形成されて、一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部の一例である。拘束部材３００の繋ぎ部３３０は、複数の蓄電素子２００と底壁１３０との間に配置され、一対の挟持部３１０及び３２０を繋ぐ第二繋ぎ部の一例である。蓋体１２０は、複数の蓄電素子２００とで第一繋ぎ部を挟む位置に配置され、一対の第一エンド部と接合される被接合部材の一例である。

さらに、上記の構成において、以下のように定義することもできる。拘束部材３００の一対の挟持部３１０及び３２０は、複数の蓄電素子２００の配列方向において複数の蓄電素子２００を挟む位置に配置される一対の第一エンド部の一例である。拘束部材３００の繋ぎ部３３０は、一対の第一エンド部と一体に形成されて、一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部の一例である。外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２は、複数の蓄電素子２００の配列方向において一対の第一エンド部を挟む位置に配置される一対の第二エンド部の一例である。底壁１３０は、複数の蓄電素子２００とで第一繋ぎ部を挟む位置に配置され、一対の第二エンド部と接合される被接合部材の一例である。

［４ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、複数の蓄電素子２００を挟む一対の第一エンド部と第一繋ぎ部とが一体に形成され、複数の蓄電素子２００とで第一繋ぎ部を挟む位置に、一対の第一エンド部または一対の第二エンド部（以下、一対のエンド部という）と接合される被接合部材が配置されている。このように、第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子２００を挟む一対の第一エンド部と一体に形成されているため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、第一繋ぎ部側において、複数の蓄電素子２００が膨れるのを抑制することができる。この構成において、被接合部材は、複数の蓄電素子２００の第一繋ぎ部側で一対のエンド部と接合されているため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、一対のエンド部と被接合部材との接合部に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、エンド部と被接合部材との接合が外れる（ヒートシール部が破断する）など、エンド部と被接合部材との接合部が損傷するのを抑制することができる。

また、一対の第一エンド部の一例が、外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２であり、この一対の側壁１１１及び１１２は、第一繋ぎ部の一例である繋ぎ部１１５と一体に形成されている。このため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、一対の側壁１１１及び１１２と一体の第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子２００が膨れるのを抑制する。この構成において、被接合部材は、一対の側壁１１１及び１１２と接合される蓋体１２０であるため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、一対の側壁１１１及び１１２と蓋体１２０との接合部５２０に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、外装体１００の側壁１１１または１１２と蓋体１２０との接合が外れる（ヒートシール部が破断する）など、外装体１００の側壁１１１または１１２と蓋体１２０との接合部５２０が損傷するのを抑制することができる。

また、複数の蓄電素子２００を挟み込む一対の挟持部３１０及び３２０を、第二繋ぎ部の一例である繋ぎ部３３０が繋ぎ、複数の蓄電素子２００とで第二繋ぎ部を挟む位置に、外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２と接合される底壁１３０が配置されている。このように、第二繋ぎ部が、複数の蓄電素子２００を挟み込む一対の挟持部３１０及び３２０を繋いでいるため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、第二繋ぎ部側において、複数の蓄電素子２００が膨れるのを抑制することができる。この構成において、底壁１３０は、複数の蓄電素子２００の第二繋ぎ部側で外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２と接合されているため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、一対の側壁１１１及び１１２と底壁１３０との接合部５１０に応力がかかるのを抑制することができる。これにより、外装体１００の側壁１１１または１１２と底壁１３０との接合が外れる（ヒートシール部が破断する）など、外装体１００の側壁１１１または１１２と底壁１３０との接合部５１０が損傷するのを抑制することができる。

また、一対の第一エンド部の他の例が、複数の蓄電素子２００を挟み込む一対の挟持部３１０及び３２０であり、一対の挟持部３１０及び３２０が第一繋ぎ部の他の例である繋ぎ部３３０と一体に形成されている。このため、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、一対の挟持部３１０及び３２０と一体の第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子２００が膨れるのを抑制する。この構成において、一対の第二エンド部は、外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２であり、被接合部材は、一対の側壁１１１及び１１２と接合される底壁１３０であるため、底壁１３０が、複数の蓄電素子２００とで第一繋ぎ部を挟む位置に配置されている。これにより、複数の蓄電素子２００が配列方向に膨れようとしても、第一繋ぎ部が、複数の蓄電素子２００が底壁１３０側で膨れるのを抑制するため、一対の側壁１１１及び１１２と底壁１３０との接合部５１０に応力がかかるのを抑制することができる。したがって、外装体１００の側壁１１１または１１２と底壁１３０との接合が外れる（ヒートシール部が破断する）など、外装体１００の側壁１１１または１１２と底壁１３０との接合部５１０が損傷するのを抑制することができる。

また、従来の構成と対比した効果は、以下の通りである。従来、外装体本体１１０の蓋体１２０側は開口が設けられているため、蓄電素子２００が膨れた場合に、外装体本体１１０と蓋体１２０との接合部が損傷するおそれがある。したがって、拘束部材３００の繋ぎ部３３０を蓋体１２０側に配置するのが好ましいが、当該蓋体１２０側には、蓄電素子２００の電極端子２２０及びバスバー４００が配置されるため、繋ぎ部３３０を蓋体１２０側に配置するのは困難である。このため、繋ぎ部３３０は蓄電素子２００の底面側に配置し、蓋体１２０側には外装体本体１１０の繋ぎ部１１５を配置する。これにより、蓄電素子２００の底面側では、拘束部材３００の繋ぎ部３３０によって蓄電素子２００の膨れを抑制し、蓄電素子２００の電極端子２２０側（蓋体１２０側）では、外装体本体１１０の繋ぎ部１１５によって蓄電素子２００の膨れを抑制する。このようにすることで、外装体本体１１０に蓋体１２０及び底壁１３０を接合しても、これらの接合部５１０、５２０が損傷するのを抑制することができる。

なお、蓄電装置１０は、外装体１００で内部が密閉された密閉型の蓄電装置であるため、接合部５１０、５２０が損傷すると、蓄電素子２００のガス排出弁２３０からガスが排出された場合に、当該ガスが排気経路以外から外装体１００外方へ排出されるおそれがある。このため、接合部５１０、５２０が損傷するのを抑制することで、当該ガスを、排気経路から外装体１００の外方へ排出することができる。

［５ 変形例の説明］
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例に係る外装体本体１１０ａの構成を示す斜視図である。具体的には、図６は、図３の（ａ）に対応する図である。

図６に示すように、本変形例における外装体本体１１０ａは、上記実施の形態における外装体本体１１０の繋ぎ部１１５に代えて、繋ぎ部１１５ａを有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

繋ぎ部１１５ａは、バスバー４００が配置されるバスバーフレームである。つまり、繋ぎ部１１５ａは、バスバー４００と他の部材との電気的な絶縁、並びに、バスバー４００の位置規制を行う部位である。具体的には、繋ぎ部１１５ａは、外装体本体１１０ａのＺ軸プラス方向側の面に配置される、ＸＹ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位である。

本変形例では、繋ぎ部１１５ａは、蓄電素子２００が有する電極端子２２０のそれぞれに対向する位置に、電極端子２２０が露出する矩形状の開口部１１６ａをそれぞれ有している。また、繋ぎ部１１５ａは、隣り合う開口部１１６ａ同士の間に、バスバー４００の位置決め用のリブ１１６ｂを有している。さらに、繋ぎ部１１５ａは、複数の蓄電素子２００のガス排出弁２３０に対向する位置に、ガス流路１１７を有している。ガス流路１１７は、蓄電素子２００のガス排出弁２３０からガスが排出された場合に、当該ガスが通過するガスの流路であり、繋ぎ部１１５ａのＹ軸方向中央部にＸ軸方向に延設されて配置されている。

また、繋ぎ部１１５ａは、上記実施の形態における繋ぎ部１１５と同様に、一対の側壁１１１及び１１２と一体に形成され、複数の蓄電素子２００と蓋体１２０との間に配置される。つまり、繋ぎ部１１５ａは、一対の第一エンド部（一対の側壁１１１及び１１２）と一体に形成されて、一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部の一例である。本変形例では、繋ぎ部１１５ａは、一対の側壁１１３及び１１４とも一体に形成されている。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、繋ぎ部１１５ａは、バスバー４００が配置されるバスバーフレームであるため、バスバー４００が蓄電素子２００の電極端子２２０に固定されることで、繋ぎ部１１５ａも蓄電素子２００に対して固定される。このように、繋ぎ部１１５ａが、バスバー４００とともに蓄電素子２００に固定されることで、複数の蓄電素子２００が繋ぎ部１１５ａ側（蓋体１２０側）で膨れるのをさらに抑制することができる。これにより、外装体１００の側壁１１１または１１２と蓋体１２０との接合部５２０が損傷するのをさらに抑制することができる。

（その他の変形例）
以上、本実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例には限定されない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、外装体本体１１０（または１１０ａ、以下同様）は、一対の側壁１１１及び１１２と一対の側壁１１３及び１１４と繋ぎ部１１５（または１１５ａ、以下同様）とが一体化された一体物であることとした。しかし、外装体本体１１０は、一対の側壁１１１及び１１２と繋ぎ部１１５とが一体に形成されていればよく、側壁１１３及び１１４の少なくとも１つが別体で形成されていてもよい。または、外装体本体１１０は、側壁１１３及び１１４の少なくとも１つを有していなくてもよい。この場合、一対の側壁１１１及び１１２は、蓄電素子２００の長側面の全体を覆っていなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、拘束部材３００の一対の挟持部３１０及び３２０は、蓄電素子２００の容器２１０の長側面の全体を覆っていることとしたが、当該長側面の一部しか覆っていなくてもよい。同様に、繋ぎ部３３０は、複数の蓄電素子２００の底面の全体を覆っていることとしたが、当該底面の一部しか覆っていなくてもよい。

また、上記実施の形態では、外装体本体１１０は、繋ぎ部１１５側に、蓄電素子２００の電極端子２２０が露出する開口部１１６を有していることとした。しかし、外装体本体１１０は、電極端子２２０が露出する開口部１１６を有していなくてもよい。つまり、繋ぎ部１１５が、電極端子２２０及びバスバー４００のＺ軸プラス方向に配置され、かつ、繋ぎ部１１５が、開口部１１６の位置にずれて配置されていてもよいし、開口部１１６の位置にまで延設されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、外装体１００は、蓄電素子２００の電極端子２２０側に繋ぎ部１１５を有していることとした。しかし、外装体１００は、蓄電素子２００の短側面側に繋ぎ部１１５を有していてもよいし、蓄電素子２００の底面側に繋ぎ部１１５を有していてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、拘束部材３００は、蓄電素子２００の底面側に繋ぎ部３３０を有していることとした。しかし、拘束部材３００は、蓄電素子２００の短側面側に繋ぎ部３３０を有していてもよいし、蓄電素子２００の電極端子２２０側に繋ぎ部３３０を有していてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、一対の第一エンド部として、外装体１００の一対の側壁１１１及び１１２と、拘束部材３００の一対の挟持部３１０及び３２０とを例示した。しかし、一対の側壁１１１及び１１２と、一対の挟持部３１０及び３２０とのいずれか一方のみを、一対の第一エンド部の一例としてもよい。例えば、一対の側壁１１１及び１１２のみを一対の第一エンド部の一例とする場合には、一対の側壁１１１及び１１２は、底壁１３０と接合されていなくてもよい。この場合、拘束部材３００は、一対の挟持部３１０及び３２０と繋ぎ部３３０とが一体に形成されていなくてもよいし、繋ぎ部３３０を有していなくてもよいし、さらに、蓄電装置は、拘束部材３００を備えていなくてもよいし、底壁１３０を備えていなくてもよい。また、一対の挟持部３１０及び３２０のみを一対の第一エンド部の一例とする場合には、一対の側壁１１１及び１１２は、蓋体１２０と接合されていなくてもよい。この場合、外装体１００は、一対の側壁１１１及び１１２と繋ぎ部１１５とが一体に形成されていなくてもよいし、繋ぎ部１１５を有していなくてもよいし、蓋体１２０を有していなくてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、第一エンド部と第一繋ぎ部と被接合部材との組み合わせ、または、それらと第二エンド部との組み合わせとしても実現することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００ 外装体
１１０、１１０ａ 外装体本体
１１１、１１２、１１３、１１４ 側壁
１１５、１１５ａ、３３０ 繋ぎ部
１１６、１１６ａ 開口部
１１６ｂ リブ
１１７ ガス流路
１２０ 蓋体
１２１ 正極外部端子
１２２ 負極外部端子
１３０ 底壁
２００ 蓄電素子
２１０ 容器
２２０ 電極端子
２３０ ガス排出弁
３００ 拘束部材
３１０、３２０ 挟持部
４００ バスバー
５１０、５２０ 接合部

Claims (5)

1. 複数の蓄電素子と、
   前記複数の蓄電素子の配列方向において前記複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対の第一エンド部と、
   前記一対の第一エンド部と一体に形成されて、前記一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部と、
   前記複数の蓄電素子とで前記第一繋ぎ部を挟む位置に配置され、前記一対の第一エンド部と接合される被接合部材と、を備え、
   前記一対の第一エンド部は、前記複数の蓄電素子を収容する外装体の一対の側壁であり、
   前記被接合部材は、前記一対の側壁と接合される前記外装体の蓋体である
   蓄電装置。
2. さらに、前記複数の蓄電素子が有する少なくとも１つの電極端子に接続されるバスバーを備え、
   前記第一繋ぎ部は、前記バスバーが配置されるバスバーフレームである
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. さらに、
   前記一対の側壁と接合される前記外装体の底壁と、
   前記外装体に収容され、前記配列方向において前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部と、
   前記複数の蓄電素子と前記底壁との間に配置され、前記一対の挟持部を繋ぐ第二繋ぎ部と、を備える
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 複数の蓄電素子と、
   前記複数の蓄電素子の配列方向において前記複数の蓄電素子を挟む位置に配置される一対の第一エンド部と、
   前記一対の第一エンド部と一体に形成されて、前記一対の第一エンド部を繋ぐ第一繋ぎ部と、
   前記複数の蓄電素子とで前記第一繋ぎ部を挟む位置に配置され、前記配列方向において前記一対の第一エンド部を挟む位置に配置される一対の第二エンド部と接合される被接合部材と、を備え、
   前記一対の第二エンド部と前記被接合部材とは、前記第一繋ぎ部よりも前記複数の蓄電素子とは反対側で接合される
   蓄電装置。
5. 前記一対の第二エンド部は、前記複数の蓄電素子を収容する外装体の一対の側壁であり、
   前記一対の第一エンド部は、前記外装体に収容され、前記配列方向において前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の挟持部であり、
   前記被接合部材は、前記一対の側壁と接合される前記外装体の底壁である
   請求項４に記載の蓄電装置。

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