JPS6035452A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPS6035452A JPS6035452A JP58141196A JP14119683A JPS6035452A JP S6035452 A JPS6035452 A JP S6035452A JP 58141196 A JP58141196 A JP 58141196A JP 14119683 A JP14119683 A JP 14119683A JP S6035452 A JPS6035452 A JP S6035452A
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- Japan
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- aqueous electrolyte
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/193—Organic material
-
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
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- H—ELECTRICITY
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- H01M50/198—Sealing members characterised by the material characterised by physical properties, e.g. adhesiveness or hardness
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明
【ま非水電解液電池、特にその密封構造の改良
に関する。 非水電解液電池は、その負極にリチウム等の軽金属を使
用づることにより、比較的高い理論エネルギー密度が４
ｇられる。従って、いわゆるボタン型あるいは二］イン
型と言われる小型の電池を構成するのに特に適している
。 しかしながら、この非水電解液電池は、その負極にリチ
ウムのような化学的活性の強い金属を使用するため、水
分の侵入等を極端に嫌う。極めて僅かな水分の侵入であ
っても、これが直ちに内部抵抗の増大などのように、性
能の劣化に結び付くからである。また、非水電解液を使
用しているが、この非水電解液が長期間の保存の間に外
部に蒸発して失われ、これにより、いわゆる電池の減徂
による性能劣化という問題が生じる。 以」二のような特殊性があるため、非水電解液の封口構
造は、今までの例えばアルカリ電池において採用されて
いた封口構造をそのまま転用することはできない。しか
しながら、現実には、非水電解液電池に適した封口構造
が未だないため、必ずしも十分どは言えない従前のアル
カリ電池において採用されていた封口構造がすくなから
ず採用されていた。 一般に電池の封口材料、特にバッキングの材料としては
、ポリエチレン、耐衝撃性ポリプロピレン、各種ゴム類
等が知られている。 しかし先ず、封口材料としてのポリエチレンは、化学的
に安定であるが、弾性に乏しく、このため非水電解液電
池では十分な密封効果を得ることができイｒい。また、
耐衝撃性ポリプロピレンは化学的に安定で柔軟性もある
が、弾性に乏しく、従ってこれも非水電解液電池では十
分な密封効果を得ることができない。さらに、各種ゴム
類は、例えばクロロプレンゴム、ＳＢＲ，ポリウレタン
系ゴム、シリコン系ゴｌ＼等があるが、これらは化学的
におかされやづく、また非水電解液によって変質するた
め、長期間に口って安定した密封効果を維持することが
できない。 ここで、本発明者らは、上述した月利以外の封口材料と
して高硬度ポリプロピレンを非水電解液電池の封口材料
として用いることに着目した。この高硬度ポリプロピレ
ンは、その硬度が高いことから割れやＪく、従って非水
電解液電池の封口４４料としては全く顧みられていなか
った。しかしながら、本発明者らは、封口材料どしては
全く不適当であるとさ′れていた高硬度ポリプロピレン
が、特定の条件下では、上述した封口材料よりもはるか
に優れた密封効果を得ることができるということを明ら
かにすることができた。 この発明は、以上のような本発明者らが知得した事項に
基づいてなされたものである。 この発明の目的とするところは、密封効果の優れた非水
電解液電池を提供することにある。さらに具体的に述べ
ると、密封効果を高めることにより、漏液によるトラブ
ルは勿論のこと、電池内の非水電解液が外部へ蒸発して
該電池が減量すること、および外部からの水分の侵入に
よって内部抵抗が高くなったりすることをそれぞれ防止
することにある。 上述した目的を達成するために、この発明は、リチウム
等の軽金属からなる負極、正極および非水電解液からな
る発電要素を、蓋部と容器部とからなる金属製電池ケー
ス内に装填するとともに、上記蓋部と上記容器部との間
に電気絶縁性のバッキングを挟圧せしめて上記電池ケー
スを密封入し、さらに上記バッキングをロックウェル硬
度９５ｇ。 −Ｆのポリプロピレンで構成することを特徴とづる。 以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１図および第２図は、この発明による非水電解液電池
の一実施例を示す。 同図に示寸−非水電解液電池は、偏平な金属製電池ケー
ス２０内に発電要素１０が装填されている。 発電要素１０はリチウムからなる負極１２．非水電解液
が含浸されるセパレータ１６および正極１４を層状に配
置することにより構成されている。 また、電池ケース２０は、ステンレススチールからなる
器状の容器部２２と、ステンレススチールからなる各部
２／Ｉと、上記蓋部２４と上記容器部２２どの間に挟圧
せしめられて上記電池ケース２０を密封入する電気絶縁
性の封口パッキング２６によって構成されている。 ここで、上記正４４ｉ１４としては、二酸化マンガンを
活物質どじ、これに黒鉛等の導電助剤を混合して合剤成
形したものが使用される。また、非水電解液としては、
プ「】ピレンカーボネートとジメトキシエタンの等量混
合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／Ｊ２溶解したもの
が使用され、これがポリプロピレン製のセパレータ１６
に含浸される。 上記バッキング２６としては、ロックウェル硬度が９５
以上のポリプロピレンが使用されている。 このロックウェル硬度９５以上のポリプロピレンは、前
述したように、その硬度が高いために、非水電解液電池
の封口材料としては、従来において全く顧みられていな
かったものである。ところが、後述する試験結果からも
明らかにするように、そのロックウェル硬醜９５以上の
ポリプロピレンを非水電解液電池の封口材料として用い
ることにより、従来では予想もし得なかった密封効果を
得ることができたのである。 すなわち、ポリプロピレンからなるバッキング２６を用
いて第１図および第２図に示した如き構造の非水電解液
電池を構成する。このとき、そのバッキング２６をなす
ポリプロピレンのロックウェル硬度がＲ８５，９０，９
５，１００，１０５゜１１０．１１５のものをそれぞれ
４０個づつ試作した。そして、その中の１０個を６０℃
で２０日間保存し、その後の電池の＠損の平均を各ロッ
クウェル硬度毎にめた。また、残りの３０個を６０℃、
９０％Ｒｌ−１の環境下で６０日間保存し、その後の内
部抵抗の変化を各［１ツクウ工ル硬度毎にそれぞれめた
。 なお、試験＃ｆｌ始前における内部抵抗、ずなわら初痘
にお４Ｊる内部抵抗は平均１２Ωであった。 さて、以」二のＪ、うにして、バッキング２６の日ツク
ウェル硬度がＲ８５から１１５までそれぞれ５づつ異な
る非水電解液電池の保存試験を行なった結果は第３図に
示すとおりである。これによると、ロックウェル硬度９
５以上のポリプロピレンを用いた非水電解液電池では、
その減量が僅か３ｍｇ以下となり、これは従来の耐衝撃
性ポリプロピレンをバッキングとして用いた非水電解液
電池よりもはるかに少い値である。また、内部抵抗に°
ついては、ロックウェル硬度が９０以下のものはいずれ
も初度の１２０から１０００以上に上ったが、ロックウ
ェル硬度が９５以−Ｆのものはその半５７にも達しなか
った。さらに、上述した試験を行なっている間に漏液は
１個も生じなかった。 さらに注目すべきことは、ロックウェルが１０５以上の
ものは、電池の減量および内部抵抗等においてさらに優
れた効果をもたらすことができた。 このように、ロックウェル硬度が高いものほど良好な結
果を１ｑることかできたのは、高硬度のポリプロピレン
が高結晶性であるため、電解液に対する耐性が非常に高
くこのため予想に反して漏液の原因となる割れがケじな
かったものと考えられる。 このような傾向は、ロックウェル硬度が９５以上におい
て、上述した如き効果となって現れてくる。 以上のように、ロックウェルｌｉ！Ｐ度が９５以上のポ
リプロピレンをバッキング２６として用いた非水電解液
電池は、従来の予想とは全く反対に非常に優れた密封効
果を１与られ、これにより電池の減量を防止し、また外
部からの水分く水蒸気）の侵入による内部抵抗の上昇を
防止することができるのである。 なお、目ツクウェル硬度９５」ズ上のポリプロピレンか
らなるバッキング２６が上述した如ぎ効果を奏すること
ができるのは、上記電池ケース２０の容器部２２と蓋部
２４との間に上記バッキング２６を挟圧せしめることに
より、電池ケース２０側から生じるスプリングバックを
補ってなお余り有る高い応力が残留するような弾性が、
該バッキングによって得られるＪ：うになるためとも考
えられる。 以上のように、この発明による非水雷Ｍ？１２電池は、
そのバッキングをロックウェル硬度９５以上のポリプロ
ピレンで４８成するこという極めて簡…な手段でもって
、非水電解液が外部へ蒸発することによる電池の減損を
防止し、また、外部からの水分の侵入を確実に防止する
ことができ、これにより保存性能を大幅に高めることが
できる。
に関する。 非水電解液電池は、その負極にリチウム等の軽金属を使
用づることにより、比較的高い理論エネルギー密度が４
ｇられる。従って、いわゆるボタン型あるいは二］イン
型と言われる小型の電池を構成するのに特に適している
。 しかしながら、この非水電解液電池は、その負極にリチ
ウムのような化学的活性の強い金属を使用するため、水
分の侵入等を極端に嫌う。極めて僅かな水分の侵入であ
っても、これが直ちに内部抵抗の増大などのように、性
能の劣化に結び付くからである。また、非水電解液を使
用しているが、この非水電解液が長期間の保存の間に外
部に蒸発して失われ、これにより、いわゆる電池の減徂
による性能劣化という問題が生じる。 以」二のような特殊性があるため、非水電解液の封口構
造は、今までの例えばアルカリ電池において採用されて
いた封口構造をそのまま転用することはできない。しか
しながら、現実には、非水電解液電池に適した封口構造
が未だないため、必ずしも十分どは言えない従前のアル
カリ電池において採用されていた封口構造がすくなから
ず採用されていた。 一般に電池の封口材料、特にバッキングの材料としては
、ポリエチレン、耐衝撃性ポリプロピレン、各種ゴム類
等が知られている。 しかし先ず、封口材料としてのポリエチレンは、化学的
に安定であるが、弾性に乏しく、このため非水電解液電
池では十分な密封効果を得ることができイｒい。また、
耐衝撃性ポリプロピレンは化学的に安定で柔軟性もある
が、弾性に乏しく、従ってこれも非水電解液電池では十
分な密封効果を得ることができない。さらに、各種ゴム
類は、例えばクロロプレンゴム、ＳＢＲ，ポリウレタン
系ゴム、シリコン系ゴｌ＼等があるが、これらは化学的
におかされやづく、また非水電解液によって変質するた
め、長期間に口って安定した密封効果を維持することが
できない。 ここで、本発明者らは、上述した月利以外の封口材料と
して高硬度ポリプロピレンを非水電解液電池の封口材料
として用いることに着目した。この高硬度ポリプロピレ
ンは、その硬度が高いことから割れやＪく、従って非水
電解液電池の封口４４料としては全く顧みられていなか
った。しかしながら、本発明者らは、封口材料どしては
全く不適当であるとさ′れていた高硬度ポリプロピレン
が、特定の条件下では、上述した封口材料よりもはるか
に優れた密封効果を得ることができるということを明ら
かにすることができた。 この発明は、以上のような本発明者らが知得した事項に
基づいてなされたものである。 この発明の目的とするところは、密封効果の優れた非水
電解液電池を提供することにある。さらに具体的に述べ
ると、密封効果を高めることにより、漏液によるトラブ
ルは勿論のこと、電池内の非水電解液が外部へ蒸発して
該電池が減量すること、および外部からの水分の侵入に
よって内部抵抗が高くなったりすることをそれぞれ防止
することにある。 上述した目的を達成するために、この発明は、リチウム
等の軽金属からなる負極、正極および非水電解液からな
る発電要素を、蓋部と容器部とからなる金属製電池ケー
ス内に装填するとともに、上記蓋部と上記容器部との間
に電気絶縁性のバッキングを挟圧せしめて上記電池ケー
スを密封入し、さらに上記バッキングをロックウェル硬
度９５ｇ。 −Ｆのポリプロピレンで構成することを特徴とづる。 以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１図および第２図は、この発明による非水電解液電池
の一実施例を示す。 同図に示寸−非水電解液電池は、偏平な金属製電池ケー
ス２０内に発電要素１０が装填されている。 発電要素１０はリチウムからなる負極１２．非水電解液
が含浸されるセパレータ１６および正極１４を層状に配
置することにより構成されている。 また、電池ケース２０は、ステンレススチールからなる
器状の容器部２２と、ステンレススチールからなる各部
２／Ｉと、上記蓋部２４と上記容器部２２どの間に挟圧
せしめられて上記電池ケース２０を密封入する電気絶縁
性の封口パッキング２６によって構成されている。 ここで、上記正４４ｉ１４としては、二酸化マンガンを
活物質どじ、これに黒鉛等の導電助剤を混合して合剤成
形したものが使用される。また、非水電解液としては、
プ「】ピレンカーボネートとジメトキシエタンの等量混
合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／Ｊ２溶解したもの
が使用され、これがポリプロピレン製のセパレータ１６
に含浸される。 上記バッキング２６としては、ロックウェル硬度が９５
以上のポリプロピレンが使用されている。 このロックウェル硬度９５以上のポリプロピレンは、前
述したように、その硬度が高いために、非水電解液電池
の封口材料としては、従来において全く顧みられていな
かったものである。ところが、後述する試験結果からも
明らかにするように、そのロックウェル硬醜９５以上の
ポリプロピレンを非水電解液電池の封口材料として用い
ることにより、従来では予想もし得なかった密封効果を
得ることができたのである。 すなわち、ポリプロピレンからなるバッキング２６を用
いて第１図および第２図に示した如き構造の非水電解液
電池を構成する。このとき、そのバッキング２６をなす
ポリプロピレンのロックウェル硬度がＲ８５，９０，９
５，１００，１０５゜１１０．１１５のものをそれぞれ
４０個づつ試作した。そして、その中の１０個を６０℃
で２０日間保存し、その後の電池の＠損の平均を各ロッ
クウェル硬度毎にめた。また、残りの３０個を６０℃、
９０％Ｒｌ−１の環境下で６０日間保存し、その後の内
部抵抗の変化を各［１ツクウ工ル硬度毎にそれぞれめた
。 なお、試験＃ｆｌ始前における内部抵抗、ずなわら初痘
にお４Ｊる内部抵抗は平均１２Ωであった。 さて、以」二のＪ、うにして、バッキング２６の日ツク
ウェル硬度がＲ８５から１１５までそれぞれ５づつ異な
る非水電解液電池の保存試験を行なった結果は第３図に
示すとおりである。これによると、ロックウェル硬度９
５以上のポリプロピレンを用いた非水電解液電池では、
その減量が僅か３ｍｇ以下となり、これは従来の耐衝撃
性ポリプロピレンをバッキングとして用いた非水電解液
電池よりもはるかに少い値である。また、内部抵抗に°
ついては、ロックウェル硬度が９０以下のものはいずれ
も初度の１２０から１０００以上に上ったが、ロックウ
ェル硬度が９５以−Ｆのものはその半５７にも達しなか
った。さらに、上述した試験を行なっている間に漏液は
１個も生じなかった。 さらに注目すべきことは、ロックウェルが１０５以上の
ものは、電池の減量および内部抵抗等においてさらに優
れた効果をもたらすことができた。 このように、ロックウェル硬度が高いものほど良好な結
果を１ｑることかできたのは、高硬度のポリプロピレン
が高結晶性であるため、電解液に対する耐性が非常に高
くこのため予想に反して漏液の原因となる割れがケじな
かったものと考えられる。 このような傾向は、ロックウェル硬度が９５以上におい
て、上述した如き効果となって現れてくる。 以上のように、ロックウェルｌｉ！Ｐ度が９５以上のポ
リプロピレンをバッキング２６として用いた非水電解液
電池は、従来の予想とは全く反対に非常に優れた密封効
果を１与られ、これにより電池の減量を防止し、また外
部からの水分く水蒸気）の侵入による内部抵抗の上昇を
防止することができるのである。 なお、目ツクウェル硬度９５」ズ上のポリプロピレンか
らなるバッキング２６が上述した如ぎ効果を奏すること
ができるのは、上記電池ケース２０の容器部２２と蓋部
２４との間に上記バッキング２６を挟圧せしめることに
より、電池ケース２０側から生じるスプリングバックを
補ってなお余り有る高い応力が残留するような弾性が、
該バッキングによって得られるＪ：うになるためとも考
えられる。 以上のように、この発明による非水雷Ｍ？１２電池は、
そのバッキングをロックウェル硬度９５以上のポリプロ
ピレンで４８成するこという極めて簡…な手段でもって
、非水電解液が外部へ蒸発することによる電池の減損を
防止し、また、外部からの水分の侵入を確実に防止する
ことができ、これにより保存性能を大幅に高めることが
できる。
第１図はこの発明に係る非水電解液電池の一実施例を示
づ断面図、第２図はその一部分を拡大して示？ｌ断面図
、第３図はロックウェル硬度の違いによる保存性能の違
いを示すグラフである。 １０・・・・・・発電要素 １２・・・・・・負極１４
・・・・・・正極 １６・・・・・・セパレータ２０・
・・・・・電池ケース ２２・・・・・・容器部２４・
・・・・・器部 ２６・・・・・・ロックウェル硬度９５以上のポリプロ
ピレン製バッキング 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 弁理士 〜色健輔
づ断面図、第２図はその一部分を拡大して示？ｌ断面図
、第３図はロックウェル硬度の違いによる保存性能の違
いを示すグラフである。 １０・・・・・・発電要素 １２・・・・・・負極１４
・・・・・・正極 １６・・・・・・セパレータ２０・
・・・・・電池ケース ２２・・・・・・容器部２４・
・・・・・器部 ２６・・・・・・ロックウェル硬度９５以上のポリプロ
ピレン製バッキング 特許出願人 富士電気化学株式会社 代 理 人 弁理士 〜色健輔
Claims (1)
- （１）リチウム等の軽金属からなる負極、正極および非
水電解液からなる発電要素を、蓋部と容器部とからイτ
る金属製電池ケース内に装填するとともに、−１１記蓋
部と上記容器部との間に電気絶縁性のバッキングを挟圧
せしめて上記電池ケースを密封入し、ざらに上記バッキ
ングを［ｌツクウニ１ルＩＩＪｊ度９５以上のポリプロ
ピレンで構成したことを特徴とづる非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141196A JPS6035452A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141196A JPS6035452A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035452A true JPS6035452A (ja) | 1985-02-23 |
| JPH0444387B2 JPH0444387B2 (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=15286387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58141196A Granted JPS6035452A (ja) | 1983-08-03 | 1983-08-03 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035452A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209658A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 筒形電池 |
| US6025091A (en) * | 1997-04-22 | 2000-02-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cell gasket made of polybutylene terephthalate |
| US6875540B2 (en) * | 1997-07-29 | 2005-04-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Lithium secondary battery |
| JP2013041795A (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Fdk Energy Co Ltd | 円筒形電池 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5490534A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-18 | Seiko Instr & Electronics | Alkaline cell |
-
1983
- 1983-08-03 JP JP58141196A patent/JPS6035452A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5490534A (en) * | 1977-12-28 | 1979-07-18 | Seiko Instr & Electronics | Alkaline cell |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209658A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 筒形電池 |
| US6025091A (en) * | 1997-04-22 | 2000-02-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cell gasket made of polybutylene terephthalate |
| US6875540B2 (en) * | 1997-07-29 | 2005-04-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Lithium secondary battery |
| JP2013041795A (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Fdk Energy Co Ltd | 円筒形電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0444387B2 (ja) | 1992-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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