JPH11129006A - Rolling method and equipment for metallic lithium - Google Patents
Rolling method and equipment for metallic lithiumInfo
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- JPH11129006A JPH11129006A JP9299013A JP29901397A JPH11129006A JP H11129006 A JPH11129006 A JP H11129006A JP 9299013 A JP9299013 A JP 9299013A JP 29901397 A JP29901397 A JP 29901397A JP H11129006 A JPH11129006 A JP H11129006A
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属リチウムを薄
膜化させるための金属リチウムの圧延方法および装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for rolling metallic lithium for thinning metallic lithium.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、電池用電極としてリチウム電極
が組み込まれたリチウム電池が、種々の用途に採用され
ている。このリチウム電極は、通常、フープ状やシート
状の長尺な金属リチウム箔を所望の切断部位毎に切断
（または打ち抜き）加工した後、短冊状金属リチウム箔
を集電体面に固着することにより製造されている。2. Description of the Related Art For example, lithium batteries incorporating a lithium electrode as a battery electrode have been employed for various purposes. This lithium electrode is usually manufactured by cutting (or punching) a long hoop-shaped or sheet-shaped long metal lithium foil into desired cut portions, and then fixing the strip-shaped metal lithium foil to the current collector surface. Have been.
【０００３】この金属リチウム箔は、一般的に、圧延装
置に板状の金属リチウムを通してこの金属リチウムを薄
膜化させることにより得られている。この場合、この種
の圧延装置は、一組の作業ロールを備えており、前記一
組の作業ロールが板状の金属リチウムを加圧しながら回
転することによって、金属リチウム箔である薄膜状金属
リチウムを製造するように構成されている。[0003] This metal lithium foil is generally obtained by passing a sheet-shaped metal lithium through a rolling device to make the metal lithium thinner. In this case, this type of rolling device is provided with a set of work rolls, and the set of work rolls rotates while pressing the plate-shaped metal lithium, thereby forming a thin film metal lithium which is a metal lithium foil. Is configured to be manufactured.
【０００４】ところで、作業ロールは、通常、金属製ロ
ールで構成されているが、この金属製ロールで金属リチ
ウムを圧延すると、前記金属リチウムの反応性により、
前記金属ロールに該金属リチウムが付着してしまうとい
う不具合が生じている。The work roll is usually formed of a metal roll. When metal lithium is rolled by this metal roll, the workability of the metal lithium causes
There is a problem that the metal lithium adheres to the metal roll.
【０００５】そこで、例えば、特開昭４８−３０６５３
号公報（以下、従来技術１という）に開示されているよ
うに、リチウムと反応性がなく、しかも臨界表面張力が
所定の値以下の固体重合体組成物の間で金属リチウムを
冷間圧延する方法や、特開平７−２９９５０４号公報
（以下、従来技術２という）に開示されているように、
作業ロールをポリアセタールで形成するもの等が知られ
ている。Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-30653 discloses
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (hereinafter referred to as "prior art 1"), metal lithium is cold-rolled between a solid polymer composition having no reactivity with lithium and having a critical surface tension of a predetermined value or less. As disclosed in JP-A-7-299504 (hereinafter referred to as prior art 2),
A work roll formed of polyacetal is known.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術１、２では、共に金属リチウムを圧延するため
の作業ロールとして樹脂製ロールを用いている。このた
め、圧延中に発生する熱によって樹脂製ロールの膨張が
大きくなり、圧延される金属リチウムの膜厚が一定しな
いという問題が指摘されている。しかも、樹脂製ロール
では、ヤング率が相当に小さいために、扁平化してしま
うとともに、樹脂特有の材料の配向性に起因して金属リ
チウムの膜厚精度が低下するという不具合がある。さら
に、樹脂製ロールの表面に損傷が発生しやすく、これに
より金属リチウムの破れ等が惹起されるという問題が指
摘されている。However, in the above-described prior arts 1 and 2, a resin roll is used as a work roll for rolling metallic lithium. For this reason, it has been pointed out that the heat generated during the rolling increases the expansion of the resin roll, and the thickness of the rolled metallic lithium is not constant. In addition, the resin roll has a problem that, since the Young's modulus is considerably small, the roll is flattened, and the film thickness accuracy of the metallic lithium is reduced due to the orientation of the material specific to the resin. In addition, it has been pointed out that the surface of the resin roll is apt to be damaged, thereby causing breakage of metallic lithium and the like.
【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、金属リチウムを均一かつ高精度に薄膜化すること
が可能な金属リチウムの圧延方法および装置を提供する
ことを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for rolling metallic lithium capable of uniformly and precisely forming a thin film of metallic lithium.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る金属リチウムの圧延方法および装置
では、金属リチウムの板材を、少なくとも表面がセラミ
ック製の第１および第２作業ロール間に通して薄膜状金
属リチウムを得ている。セラミックとして、具体的に
は、炭化珪素やアルミナが用いられており、金属ロール
や樹脂製ロールを用いる際の不具合を解消することがで
きる。In order to solve the above-mentioned problems, a method and an apparatus for rolling metallic lithium according to the present invention provide a method for rolling a metallic lithium plate material into first and second work rolls each having at least a surface made of ceramic. The thin film lithium metal is obtained by passing through. Specifically, silicon carbide or alumina is used as the ceramic, and it is possible to eliminate problems when using a metal roll or a resin roll.
【０００９】すなわち、セラミックは、金属リチウムと
の反応性が著しく低く、圧延時に前記金属リチウムが第
１および第２作業ロールに付着することがない。さら
に、樹脂製ロールのように、圧延中に熱膨張が発生する
ことがなく、しかも材料の配向性やヤング率の過小化が
ない。これにより、圧延される金属リチウムの膜厚を均
一かつ高精度に維持することが可能になる。That is, the ceramic has extremely low reactivity with metallic lithium, and the metallic lithium does not adhere to the first and second work rolls during rolling. Further, unlike a resin roll, thermal expansion does not occur during rolling, and the orientation and the Young's modulus of the material are not excessively reduced. This makes it possible to maintain the thickness of the rolled metallic lithium uniformly and with high precision.
【００１０】さらに、第１および第２作業ロールが、そ
れぞれ二以上の支持ロールを介して回転駆動されるた
め、前記第１および第２作業ロールによる金属リチウム
の薄膜化処理が確実に遂行される。また、第１および第
２作業ロールには、金属リチウム付着防止剤として飽和
炭化水素が供給され、金属リチウムが第１および第２作
業ロールに付着することを一層確実に阻止することがで
きる。Further, since the first and second work rolls are each driven to rotate via two or more support rolls, the first and second work rolls surely perform the metal lithium thinning process. . Further, the first and second work rolls are supplied with a saturated hydrocarbon as a metal lithium adhesion preventing agent, so that metal lithium can be more reliably prevented from adhering to the first and second work rolls.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
金属リチウムの圧延方法を実施するための圧延装置１０
の概略正面説明図であり、図２は図１中、ＩＩ−ＩＩ線
矢視図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a rolling apparatus 10 for carrying out a method for rolling metallic lithium according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic front explanatory view, and FIG. 2 is a view taken along line II-II in FIG.
【００１２】圧延装置１０は、板状金属リチウム１２を
間に通すことにより薄膜状金属リチウム１４を製造する
第１および第２作業ロール１６、１８を備え、前記第１
作業ロール１６が二つの下側支持ロール２０ａ、２０ｂ
に支持される一方、前記第２作業ロール１８が二つの上
側支持ロール２２ａ、２２ｂに支持される。下側支持ロ
ール２０ａ、２０ｂは、第１可動台２４に回転自在に支
持されるとともに、図示しない回転駆動源に連結されて
おり、この第１可動台２４が押圧手段２６を介して鉛直
上方向（矢印Ａ方向）に付勢される。The rolling apparatus 10 includes first and second work rolls 16 and 18 for producing a thin film metal lithium 14 by passing a sheet metal lithium 12 therebetween.
The work roll 16 has two lower support rolls 20a and 20b.
While the second work roll 18 is supported by two upper support rolls 22a and 22b. The lower support rolls 20a and 20b are rotatably supported by the first movable base 24 and are connected to a rotation drive source (not shown). (In the direction of arrow A).
【００１３】押圧手段２６は、先端にロードセル２８が
設けられたロッド３０を備え、このロッド３０が支持板
３２に進退自在に配設される。支持版３２とロードセル
２８の端部とに圧縮ばね３４が介装され、この圧縮ばね
３４を介してロッド３０が第１可動台２４側に付勢され
る。ロッド３０の下端部には、クリアランス調整用の調
整ねじ３６が螺合している。The pressing means 26 has a rod 30 provided with a load cell 28 at its tip, and the rod 30 is disposed on a support plate 32 so as to be able to advance and retreat. A compression spring 34 is interposed between the support plate 32 and the end of the load cell 28, and the rod 30 is urged toward the first movable base 24 via the compression spring 34. An adjusting screw 36 for adjusting clearance is screwed into the lower end of the rod 30.
【００１４】上側支持ロール２２ａ、２２ｂは、第２可
動台３８に回転自在に支持されるとともに、図示しない
回転駆動源に連結されている。この第２可動台３８は、
ねじ部４０に螺合されるナット４２を介して鉛直下方向
（矢印Ｂ方向）に位置調整可能である。The upper support rolls 22a and 22b are rotatably supported by the second movable table 38 and are connected to a rotation drive source (not shown). This second movable table 38
The position can be adjusted vertically downward (arrow B direction) via a nut 42 screwed to the screw portion 40.
【００１５】図２に示すように、下側支持ロール２０
ａ、２０ｂは、段付加工されており、それぞれの両端部
に大径部４４ａ、４４ｂおよび４６ａ、４６ｂが形成さ
れる。第１作業ロール１６は、それぞれの下側支持ロー
ル２０ａ、２０ｂの大径部４４ａ、４６ａと４４ｂ、４
６ｂとに両端を支持された状態で、前記下側支持ロール
２０ａ、２０ｂ上に支持されている。As shown in FIG. 2, the lower support roll 20
Steps a and 20b are stepped, and large-diameter portions 44a and 44b and 46a and 46b are formed at both ends. The first work roll 16 includes large-diameter portions 44a, 46a and 44b, 4b of the lower support rolls 20a and 20b, respectively.
6b are supported on the lower support rolls 20a and 20b in a state where both ends are supported.
【００１６】上側支持ロール２２ａ、２２ｂは、下側支
持ロール２０ａ、２０ｂと同様に構成されており、同一
の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説
明は省略する。The upper support rolls 22a and 22b have the same configuration as the lower support rolls 20a and 20b, and the same components are denoted by the same reference characters and will not be described in detail.
【００１７】第１および第２作業ロール１６、１８は、
セラミック、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）またはアルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）で構成されている。なお、第１および
第２作業ロール１６、１８の表面にのみ、上記のセラミ
ックを用いてもよい。The first and second work rolls 16 and 18 are
It is made of ceramic, for example, silicon carbide (SiC) or alumina (Al 2 O 3 ). The above ceramic may be used only on the surfaces of the first and second work rolls 16 and 18.
【００１８】図１に示すように、圧延装置１０には、第
１および第２作業ロール１６、１８に金属リチウム付着
防止剤としての飽和炭化水素（Ｃn Ｈ2n+2）を供給する
ノズル（金属リチウム付着防止手段）４８が設けられ
る。このノズル４８からは、例えば、ドデカン（ｎ＝１
２）であるＣＨ3 （ＣＨ2 ）10ＣＨ3 の油状パラフィン
系化合物が供給される。As shown in FIG. 1, a rolling mill 10 is provided with a nozzle ( 1 ) for supplying saturated hydrocarbons (C n H 2n + 2 ) as first and second work rolls 16 and 18 as a metal lithium adhesion inhibitor. (Metal lithium adhesion preventing means) 48 is provided. From this nozzle 48, for example, dodecane (n = 1)
2) CH 3 (CH 2 ) 10 CH 3 oily paraffinic compound is supplied.
【００１９】このように構成される圧延装置１０の動作
について、本実施形態に係る圧延方法との関連で、図３
に示すフローチャートを参照して以下に説明する。The operation of the rolling apparatus 10 configured as described above will be described with reference to FIG.
This will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
【００２０】先ず、図示しない成形機を用いて、板状金
属リチウム１２が押し出し成形される（ステップＳ
１）。この押し出し成形により得られた板状金属リチウ
ム１２は、厚さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内に設
定されており、この板状金属リチウム１２が、図示しな
い送り出し機構を介して圧延装置１０に供給される。First, the sheet metal lithium 12 is extruded using a molding machine (not shown) (step S).
1). The thickness of the sheet metal lithium 12 obtained by the extrusion molding is set within a range of 0.1 mm to 0.2 mm, and the sheet metal lithium 12 is supplied to a rolling mill through a feeding mechanism (not shown). 10 is supplied.
【００２１】圧延装置１０では、第２可動台３８により
上側支持ロール２２ａ、２２ｂが位置決めされた状態
で、押圧手段２６の押圧作用下に第１可動台２４を介し
て下側支持ロール２０ａ、２０ｂが矢印Ａ方向に付勢さ
れる。このため、下側支持ロール２０ａ、２０ｂに支持
されている第１作業ロール１６と、上側支持ロール２２
ａ、２２ｂに支持されている第２作業ロール１８とが互
いに圧接状態で配置される。In the rolling device 10, in a state where the upper support rolls 22a and 22b are positioned by the second movable base 38, the lower support rolls 20a and 20b are moved through the first movable base 24 under the pressing action of the pressing means 26. Are urged in the direction of arrow A. Therefore, the first work roll 16 supported by the lower support rolls 20a and 20b and the upper support roll 22
a and the second work roll 18 supported by 22b are arranged in pressure contact with each other.
【００２２】次いで、図示しない回転駆動源の作用下
に、下側支持ロール２０ａ、２０ｂおよび上側支持ロー
ル２２ａ、２２ｂがそれぞれ矢印方向に回転されること
により、第１および第２作業ロール１６、１８が矢印方
向に回転する。ここで、ノズル４８からドデカンが供給
されている第１および第２作業ロール１６、１８間に、
板状金属リチウム１２が押し込まれる（矢印Ｃ方向参
照）。その際、第１および第２作業ロール１６、１８
は、板状金属リチウム１２に１０ＭＰａ程度の加圧力を
付与した状態で矢印方向に回転し、前記板状金属リチウ
ム１２に圧延処理を施して薄膜状金属リチウム１４を得
る（ステップＳ２）。なお、薄膜状金属リチウム１４の
厚さは、０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内に設定さ
れている。Next, the lower and upper support rolls 20a and 20b and the upper support rolls 22a and 22b are rotated in the directions indicated by arrows, respectively, under the action of a rotary drive source (not shown), whereby the first and second work rolls 16 and 18 are rotated. Rotates in the direction of the arrow. Here, between the first and second work rolls 16 and 18 to which dodecane is supplied from the nozzle 48,
The sheet metal lithium 12 is pushed in (see the direction of arrow C). At this time, the first and second work rolls 16 and 18
Rotates in the direction of the arrow while applying a pressure of about 10 MPa to the sheet metal lithium 12, and performs a rolling process on the sheet metal lithium 12 to obtain a thin film metal lithium 14 (step S2). In addition, the thickness of the thin film metal lithium 14 is set in the range of 0.01 mm to 0.03 mm.
【００２３】さらに、圧延装置１０により得られた薄膜
状金属リチウム１４は、図示しない巻き取り機構を介し
てセパレータと一体的に巻き取られる（ステップＳ
３）。Further, the thin film metal lithium 14 obtained by the rolling device 10 is wound integrally with the separator via a winding mechanism (not shown) (step S).
3).
【００２４】この場合、本実施形態では、板状金属リチ
ウム１２に圧延処理を施すための第１および第２作業ロ
ール１６、１８が、セラミック、例えば、炭化珪素また
はアルミナで構成されている。このため、第１および第
２作業ロール１６、１８として金属製ロールを用いるも
のと異なり、板状金属リチウム１２と反応することがな
く、該板状金属リチウム１２が前記第１および第２作業
ロール１６、１８に付着することを確実に阻止すること
ができる。In this case, in the present embodiment, the first and second work rolls 16 and 18 for rolling the sheet metal lithium 12 are made of ceramic, for example, silicon carbide or alumina. Therefore, unlike the first and second work rolls 16 and 18 which use metal rolls, the first and second work rolls 12 do not react with the plate-like metal lithium 12. It can be reliably prevented from adhering to 16 and 18.
【００２５】一方、第１および第２作業ロール１６、１
８は、樹脂製ロールを用いるものに比べ、圧延中の熱膨
張が著しく小さくなるとともに、材料の配向性の問題が
なく、しかもヤング率の過小による扁平等が惹起される
ことがない。これにより、薄膜状金属リチウム１４は、
０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍの範囲内で一定した厚さに
高精度に加工されるという効果が得られる。On the other hand, the first and second work rolls 16, 1
In No. 8, the thermal expansion during rolling is remarkably reduced as compared with the one using a resin roll, and there is no problem of the orientation of the material, and flatness due to too small Young's modulus is not caused. Accordingly, the thin-film metal lithium 14 becomes
The effect of being processed with high precision to a constant thickness within the range of 0.01 mm to 0.03 mm is obtained.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る金属リチウ
ムの圧延方法および装置では、金属リチウムの板材を間
に通してこの金属リチウムを薄膜化させる第１および第
２作業ロールが、少なくとも表面をセラミックで構成さ
れており、金属製ロールや樹脂製ロールを使用する際の
種々の問題点を有効に回避することができる。これによ
り、簡単な構成で、均一かつ高精度な薄膜状金属リチウ
ムを確実に得ることができる。As described above, in the method and apparatus for rolling metallic lithium according to the present invention, the first and second work rolls for thinning the metallic lithium by passing the metallic lithium plate therebetween are provided at least on the surface. Are made of ceramic, and various problems when using a metal roll or a resin roll can be effectively avoided. This makes it possible to reliably obtain uniform and high-precision thin film metallic lithium with a simple configuration.
【図１】本発明の実施形態に係る金属リチウムの圧延方
法を実施するための圧延装置の概略正面説明図である。FIG. 1 is a schematic front explanatory view of a rolling apparatus for carrying out a method for rolling metallic lithium according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along line II-II in FIG.
【図３】前記圧延方法を説明するフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart illustrating the rolling method.
１０…圧延装置 １２…板状金属リチ
ウム １４…薄膜状金属リチウム １６、１８…作業ロ
ール ２０ａ、２０ｂ…下側支持ロール ２２ａ、２２ｂ…上
側支持ロール ２６…押圧手段 ４４ａ、４４ｂ、４
６ａ、４６ｂ…大径部DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rolling apparatus 12 ... Plate-shaped metal lithium 14 ... Thin-film metal lithium 16, 18 ... Work roll 20a, 20b ... Lower support roll 22a, 22b ... Upper support roll 26 ... Pressing means 44a, 44b, 4
6a, 46b ... large diameter part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 4/12 Ｈ０１Ｍ 4/12 Ｆ // Ｃ１０Ｎ 40:24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01M 4/12 H01M 4/12 F // C10N 40:24
Claims (8)
ク製の第１および第２作業ロール間に通して薄膜化させ
る工程と、 前記薄膜化された金属リチウムをセパレータを介装して
巻き取る工程と、 を有することを特徴とする金属リチウムの圧延方法。A step of manufacturing a sheet of lithium metal; a step of passing the sheet of lithium metal between first and second work rolls having at least surfaces made of ceramic to reduce the thickness; A method for rolling metallic lithium, comprising: winding metallic lithium with a separator interposed therebetween.
１および第２作業ロールは、少なくとも表面が炭化珪素
またはアルミナであることを特徴とする金属リチウムの
圧延方法。2. The method according to claim 1, wherein at least the surfaces of the first and second work rolls are made of silicon carbide or alumina.
て、第１および第２作業ロールは、それぞれ二以上の支
持ロールを介して回転駆動されることを特徴とする金属
リチウムの圧延方法。3. The method of rolling metal lithium according to claim 1, wherein the first and second work rolls are each driven to rotate via two or more support rolls.
延方法において、第１および第２作業ロールには、金属
リチウム付着防止剤として飽和炭化水素が供給されるこ
とを特徴とする金属リチウムの圧延方法。4. The rolling method according to claim 1, wherein the first and second work rolls are supplied with a saturated hydrocarbon as a metal lithium adhesion inhibitor. Metal lithium rolling method.
前記金属リチウムを薄膜化させる第１および第２作業ロ
ールを備え、 前記第１および第２作業ロールは、少なくとも表面がセ
ラミックで構成されることを特徴とする金属リチウムの
圧延装置。5. A first and a second work roll for thinning the metal lithium by passing a metal lithium plate between the first and second work rolls, at least a surface of which is made of ceramic. A rolling device for lithium metal, comprising:
１および第２作業ロールは、少なくとも表面が炭化珪素
またはアルミナで構成されることを特徴とする金属リチ
ウムの圧延装置。6. The rolling apparatus according to claim 5, wherein at least a surface of said first and second work rolls is made of silicon carbide or alumina.
て、前記第１および第２作業ロールに対応してそれぞれ
二以上配設され、該第１および第２作業ロールを回転駆
動させる支持ロールを備えることを特徴とする金属リチ
ウムの圧延装置。7. The rolling device according to claim 5, wherein two or more support rolls are provided corresponding to the first and second work rolls, respectively, and the support rolls for rotating and driving the first and second work rolls are provided. A metal lithium rolling device, comprising:
延装置において、第１および第２作業ロールに飽和炭化
水素を供給する金属リチウム付着防止手段を備えること
を特徴とする金属リチウムの圧延装置。8. The rolling apparatus according to claim 5, further comprising: means for preventing adhesion of lithium metal to the first and second work rolls for supplying saturated hydrocarbons. Rolling equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299013A JPH11129006A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Rolling method and equipment for metallic lithium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299013A JPH11129006A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Rolling method and equipment for metallic lithium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11129006A true JPH11129006A (en) | 1999-05-18 |
Family
ID=17867105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9299013A Pending JPH11129006A (en) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | Rolling method and equipment for metallic lithium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11129006A (en) |
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