JPS6145564A - ポリメチンイミン電池 - Google Patents
ポリメチンイミン電池Info
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- JPS6145564A JPS6145564A JP59165691A JP16569184A JPS6145564A JP S6145564 A JPS6145564 A JP S6145564A JP 59165691 A JP59165691 A JP 59165691A JP 16569184 A JP16569184 A JP 16569184A JP S6145564 A JPS6145564 A JP S6145564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- present
- electrolyte
- batteries
- polymethineimine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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
【発明の詳細な説明】
〈産業上利用分野〉
本発明は、全く新規な高出力、高エネルギー電池に関す
るものである。
るものである。
近年、エネルギー関連分野、電子機器分野、電気機器分
野における電池の利用が活発化してきていると同時に、
電池の開発研究も盛んである。エネルギー関連分野にお
いては電気自動車の動力源或いは電力貯蔵用として、高
出力の電池が望まれるのに対し、電子機器分野において
は、電子機器の小型化、軽量化に伴い、小型、軽量、更
には薄膜化可能な電池が待ち望まれている。しかし、両
者を同時に満足させる小型、軽量、薄膜化可能な高出力
電池はいまだに存在しない。
野における電池の利用が活発化してきていると同時に、
電池の開発研究も盛んである。エネルギー関連分野にお
いては電気自動車の動力源或いは電力貯蔵用として、高
出力の電池が望まれるのに対し、電子機器分野において
は、電子機器の小型化、軽量化に伴い、小型、軽量、更
には薄膜化可能な電池が待ち望まれている。しかし、両
者を同時に満足させる小型、軽量、薄膜化可能な高出力
電池はいまだに存在しない。
本発明に係る電池は、これらエネルギー関連分野および
電子機器分野のいずれにも利用可能な高性能電池である
。
電子機器分野のいずれにも利用可能な高性能電池である
。
〈従来の技術およびその問題点〉
エネルギー関連分野においては従来鉛蓄電池、ＮａＳ電
池等が用いらｎ１電子機器の分野においては酸化鉛電池
リチウム電池が各々独立に研究され、−次電池において
市販されているものもある。
池等が用いらｎ１電子機器の分野においては酸化鉛電池
リチウム電池が各々独立に研究され、−次電池において
市販されているものもある。
しかし、従来の電池においては高エネルギー密度、高出
力の点で到底十分なものではないのみならず、小型、軽
量薄膜化の点に於いても満足すべきものではない。
力の点で到底十分なものではないのみならず、小型、軽
量薄膜化の点に於いても満足すべきものではない。
く問題点を解決するだめの手段〉
そこで本発明者らは、これらの問題点を解決すべく鋭沼
検討した結果、本発明の全く新規な構成からなる電池を
几いれば以上の問題点全同時に解決できることを見出し
本弘明の電池は、小型、軽量、薄膜化可能な新規の高出
力電汗である。また、本発明は従来の電池に比べ保存性
、長期イ１頼性の点でも優れた電池構成と電池構造を提
供するもの−ある。
検討した結果、本発明の全く新規な構成からなる電池を
几いれば以上の問題点全同時に解決できることを見出し
本弘明の電池は、小型、軽量、薄膜化可能な新規の高出
力電汗である。また、本発明は従来の電池に比べ保存性
、長期イ１頼性の点でも優れた電池構成と電池構造を提
供するもの−ある。
本発明の電池はポリメチンイミンを電極活物質とした、
軽量化、薄膜化可能な、高エネルギー密度、高出力電池
であって、しかも信頼性の点で特に優れた電池を提供す
る。
軽量化、薄膜化可能な、高エネルギー密度、高出力電池
であって、しかも信頼性の点で特に優れた電池を提供す
る。
本発明の主たる特徴は、該ポリマーが軽量であると同時
に薄膜形成能をも有しているため、小型、軽量、薄膜化
可能な高出力電池になる。さらには、従来の鉛、ニッケ
ル、カドニウム等を活物質とした系の様に、活物質表面
の金属イオンの溶解析出反応を利用するものとは異な広
本発明の電池は、電解質から解離生成するイオンがポリ
メチンイミンに対するイオンドーパントとして電気化学
的にドープ、脱ドープすることＫよシミ池として機能す
る。
に薄膜形成能をも有しているため、小型、軽量、薄膜化
可能な高出力電池になる。さらには、従来の鉛、ニッケ
ル、カドニウム等を活物質とした系の様に、活物質表面
の金属イオンの溶解析出反応を利用するものとは異な広
本発明の電池は、電解質から解離生成するイオンがポリ
メチンイミンに対するイオンドーパントとして電気化学
的にドープ、脱ドープすることＫよシミ池として機能す
る。
従って、活物質がその表面のみに止まらず、内部まで利
用されるため、高エネルギー密度電池となる。
用されるため、高エネルギー密度電池となる。
又、本発明の電池は、その機構、構造から明らかな様に
一次電池はもとよシ、二次電池として特に優れた性能を
発揮する。
一次電池はもとよシ、二次電池として特に優れた性能を
発揮する。
本発明は、電極と電解質全主要構成要素とする電池にお
いて、アノード反応またはカソード反応に関与する電極
の少くとも一方の電極が、 弐 ％ Ｃ＝Ｎ＋（式中、
Ｒは、水素、アルキル基、アリール基、アミン基または
ハロゲンｆ、意禾する）で示される実質的繰返し単位ｆ
ｆｉ有するポリメチンイミンで作成された電池に関する
。
いて、アノード反応またはカソード反応に関与する電極
の少くとも一方の電極が、 弐 ％ Ｃ＝Ｎ＋（式中、
Ｒは、水素、アルキル基、アリール基、アミン基または
ハロゲンｆ、意禾する）で示される実質的繰返し単位ｆ
ｆｉ有するポリメチンイミンで作成された電池に関する
。
本発明で用いられるポリメチンイミンは、一般にトリア
ジン化合物の開環重合により行なわれる。代表的な方法
としては、Ｄｉｅ Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ
：Ｃｈｅｍｉｅ 第１７５巻］’１７５１−１７６０頁
に記載のごとく、トリアジン化合物とルイス酸の錯体全
製造し、これ全熱分解する方法が挙げら扛る。
ジン化合物の開環重合により行なわれる。代表的な方法
としては、Ｄｉｅ Ｍａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅ
：Ｃｈｅｍｉｅ 第１７５巻］’１７５１−１７６０頁
に記載のごとく、トリアジン化合物とルイス酸の錯体全
製造し、これ全熱分解する方法が挙げら扛る。
ポリメチンイミンは、上記の如く無置換体、置換体など
種々のものが有効であるが、特に無置換のポリメチンイ
ミン−％ＣＩ（＝Ｎすが有効である。
種々のものが有効であるが、特に無置換のポリメチンイ
ミン−％ＣＩ（＝Ｎすが有効である。
ポリメチンイミンはあらかじめ電子受容性ドーピング剤
又は電子供与性ドーピング剤によりドープして、電極と
して使用することが可能である。
又は電子供与性ドーピング剤によりドープして、電極と
して使用することが可能である。
電子受容性ドーピング剤としては）・ロゲン及び種々の
ルイス酸性物質がある。具体的にはノ・ロゲンとしてＣ
打砦打、等があり、ルイス酸性物質としては、Ａ８Ｆ！
ｓ ５ｂＦＳ％及ヒＣｌ０２ｅ１ＤＦ、ｅ、ＢＦ４
ｅノ陰イオン等カ挙ケラレル。
ルイス酸性物質がある。具体的にはノ・ロゲンとしてＣ
打砦打、等があり、ルイス酸性物質としては、Ａ８Ｆ！
ｓ ５ｂＦＳ％及ヒＣｌ０２ｅ１ＤＦ、ｅ、ＢＦ４
ｅノ陰イオン等カ挙ケラレル。
電子供与性ドーピング剤としてＮａ、Ｌｌ等のアルカリ
金属及びこれらのす７タレン錯体及びＮａ中、Ｌｉ中、
Ｂｕ４Ｎ十等の陽イオンがある。しかし、これらに限定
されることもなく、ポリアセチレンのドーパントとして
通常知られているものも使用可能である。
金属及びこれらのす７タレン錯体及びＮａ中、Ｌｉ中、
Ｂｕ４Ｎ十等の陽イオンがある。しかし、これらに限定
されることもなく、ポリアセチレンのドーパントとして
通常知られているものも使用可能である。
これらのドーピング濃度は必要に応じて選択できる。ド
ーピング方法は、前記ポリメチンイミン金ドーパント蒸
気と気相で接触させる方法、電気化学的ドーピング法等
があり、特に限定されない。
ーピング方法は、前記ポリメチンイミン金ドーパント蒸
気と気相で接触させる方法、電気化学的ドーピング法等
があり、特に限定されない。
本発明の電池は、前記ポリメチンイミンを正負極活物質
の一方又は双方に用いる。前記ポリメチンイミン金一方
の活物質にのみ用いた場合、他方の活物質は金属、例え
ばリチウム、ナトリウムのごときアルカリ金属、白金、
金のごとき電解液に不活性な金属、または有機ポリマー
例えばポリアセチレン、ポリフェニレン等が使用でさる
。
の一方又は双方に用いる。前記ポリメチンイミン金一方
の活物質にのみ用いた場合、他方の活物質は金属、例え
ばリチウム、ナトリウムのごときアルカリ金属、白金、
金のごとき電解液に不活性な金属、または有機ポリマー
例えばポリアセチレン、ポリフェニレン等が使用でさる
。
以上の正、負側活物質は、ｌ、Ｎｉ、ステンレス、カー
ボンフィルム等の導電性支持体（たとえば金属箔）上に
設けてもよいし、ポリエステルフィルム、テフロン（登
録商標）、ガラス等の絶縁体上に設けてもよい。
ボンフィルム等の導電性支持体（たとえば金属箔）上に
設けてもよいし、ポリエステルフィルム、テフロン（登
録商標）、ガラス等の絶縁体上に設けてもよい。
本発明の電池は、敢充電が繰返される二次電池の場合に
は、電解質が解離して生成するドーパントイオンが電気
化学的にドープ脱ドープすることによシ機能する。従っ
て本発明で用いる電解質は、溶媒中で解離する陰イオン
と陽イオンの塩である。
は、電解質が解離して生成するドーパントイオンが電気
化学的にドープ脱ドープすることによシ機能する。従っ
て本発明で用いる電解質は、溶媒中で解離する陰イオン
と陽イオンの塩である。
陰イオンドーパントとしては、例えばニー、Ｂｒ−１Ｃ
ｌスＦ”−１（ＪＯ４”−１ＤＦ６−１Ａ Ｓ Ｆｓ−
１Ａ ｔｓ Ｆ４−１ＳＯ，ＣＦ、−１ＢＦ４−′、Ｂ
Ｃｌ２−１Ｎ０３−１ＰＯＦ、−１ＣＮ−１ｓｔｐｙ、
ＣＨ３Ｃｏ八Ｃ，ＨへＣＯ；、ｃｍｓｃ、Ｈ４５ｏ；％
ｓｈｙ；、ＳＯ，−等がある。
ｌスＦ”−１（ＪＯ４”−１ＤＦ６−１Ａ Ｓ Ｆｓ−
１Ａ ｔｓ Ｆ４−１ＳＯ，ＣＦ、−１ＢＦ４−′、Ｂ
Ｃｌ２−１Ｎ０３−１ＰＯＦ、−１ＣＮ−１ｓｔｐｙ、
ＣＨ３Ｃｏ八Ｃ，ＨへＣＯ；、ｃｍｓｃ、Ｈ４５ｏ；％
ｓｈｙ；、ＳＯ，−等がある。
ｎ型ドーピングを行なうのに適した陽イオンドーパント
Ｙ％Ｓ・、Ｂｅ、 ＡＩ、 Ｚｒ％Ｔｉ等の金属の陽イ
オンドーパントート、特に好ましくは、Ｎａ”、Ｌｉ＋
イオン及び一般式 Ｒ４−ｘＭＩ Ｈｚ 又はＲｓＭ２
（式中、ＲはＣ１からＣ１゜のアルキル基、例えばフェ
ニル、ハロフェニル、アルキルフェニル等のアリールＭ
ｓｙｒｒｕＮ。
Ｙ％Ｓ・、Ｂｅ、 ＡＩ、 Ｚｒ％Ｔｉ等の金属の陽イ
オンドーパントート、特に好ましくは、Ｎａ”、Ｌｉ＋
イオン及び一般式 Ｒ４−ｘＭＩ Ｈｚ 又はＲｓＭ２
（式中、ＲはＣ１からＣ１゜のアルキル基、例えばフェ
ニル、ハロフェニル、アルキルフェニル等のアリールＭ
ｓｙｒｒｕＮ。
２％Ａｓ、Ｍ２はＯ又はＳ％ＸはＯ又は１を表わす。）
で示される例えばテトラアルキルアンモニウムイオン、
テトラアルキルホスホニクムイオン、テトラアルキルア
ルソニウムイオン、トリアルキルオキンニウムイオン、
トリアルキルスルホニウムイオン等である。
で示される例えばテトラアルキルアンモニウムイオン、
テトラアルキルホスホニクムイオン、テトラアルキルア
ルソニウムイオン、トリアルキルオキンニウムイオン、
トリアルキルスルホニウムイオン等である。
これらドーパントのうち、特に電極に付与する導電性の
幅が広く、そのため所望の導電性の選択性の範囲が広い
点で好ましいのは、陰オンドーパントとしてはＣｌ Ｏ
ｓ−５ＤＦ６−１ＡｓＦ、−１ＡｓＦ４−１ｓｏ、ＣＦ
、−及びＢＦ、−であシ、又陽イオンドーパントとして
はテトラアルキルアンモニウム及びＬｔ＋である。
幅が広く、そのため所望の導電性の選択性の範囲が広い
点で好ましいのは、陰オンドーパントとしてはＣｌ Ｏ
ｓ−５ＤＦ６−１ＡｓＦ、−１ＡｓＦ４−１ｓｏ、ＣＦ
、−及びＢＦ、−であシ、又陽イオンドーパントとして
はテトラアルキルアンモニウム及びＬｔ＋である。
電解質は、一般に電解質に対して不活性で、イオンドー
パントが電極に泳動を許す様な水あるいは適当な有機極
性＠媒に溶解して用いる。
パントが電極に泳動を許す様な水あるいは適当な有機極
性＠媒に溶解して用いる。
有機極性溶媒としてはスルフオラン、アセトニトリル、
テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート等が挙げ
られ、電解質濃度は０．０１〜ＩＯＭが適当でおる。
テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート等が挙げ
られ、電解質濃度は０．０１〜ＩＯＭが適当でおる。
避らに本発明の電池の基本構成及び基本構造に、通常の
電池でよく用いらｎるセパレーター、シールド技術、バ
ッキング技術等を応用することができる。
電池でよく用いらｎるセパレーター、シールド技術、バ
ッキング技術等を応用することができる。
また本発明の電池は、好適には前述したように充放電を
くり返し行える二次電池である。充電方法は、放電終了
時に印加電圧３〜１ｏｖ２加えて行な９とよい。
くり返し行える二次電池である。充電方法は、放電終了
時に印加電圧３〜１ｏｖ２加えて行な９とよい。
〈発明の効果〉
本発明の電池は、ポリメチンイミン又はドーピングでれ
たポリメチンイミンを活物質として用いることにより、
従来にない小形、軽量、薄型化可能な高出力高エネルギ
ー密度電池を実現することができた。
たポリメチンイミンを活物質として用いることにより、
従来にない小形、軽量、薄型化可能な高出力高エネルギ
ー密度電池を実現することができた。
さらに、二次電池としての使用も可能であることから本
発明の効果は著しい。
発明の効果は著しい。
〈実施例さ
本発明を実施例にもとづき、以下に具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１゜
攪拌装置、連流冷却器を付した３つロフラスコにトリア
ジン１０ｇと塩化亜鉛２０９とジエチルエーテル２００
０＃Ｉ／を加え、窒素下で２時間還流する。この溶液を
ゆっくシ室温まで冷却し、生成した白色微結晶ｋＦ遇す
る。この微結晶全ジエチルエーテル５００ｍ＋７で３回
洗浄した後乾燥すると、トリアジン・塩化亜鉛錯体２９
．３１−得た。このトリアジン・塩化亜鉛錯体をアルゴ
ン芥囲気下２３０”Ｃに加熱するとポリメチンイミン９
８ｇを得た。
ジン１０ｇと塩化亜鉛２０９とジエチルエーテル２００
０＃Ｉ／を加え、窒素下で２時間還流する。この溶液を
ゆっくシ室温まで冷却し、生成した白色微結晶ｋＦ遇す
る。この微結晶全ジエチルエーテル５００ｍ＋７で３回
洗浄した後乾燥すると、トリアジン・塩化亜鉛錯体２９
．３１−得た。このトリアジン・塩化亜鉛錯体をアルゴ
ン芥囲気下２３０”Ｃに加熱するとポリメチンイミン９
８ｇを得た。
このポリメチンイミンを乳鉢で測かく粉砕後、２００ｋ
ｇ／ｃｒＩｔ１の圧力で加圧成形することにより径２５
Ｍ、厚さ０．１ ｒｔｍの円形のペレットヲ作成した。
ｇ／ｃｒＩｔ１の圧力で加圧成形することにより径２５
Ｍ、厚さ０．１ ｒｔｍの円形のペレットヲ作成した。
このベレット金正極とし、負極にリチウムを用い、電解
液として１．０Ｍ Ｌｉ（ＪＯ，のプロピレンカーボネ
ート溶液を用い、二次電池を構成した。
液として１．０Ｍ Ｌｉ（ＪＯ，のプロピレンカーボネ
ート溶液を用い、二次電池を構成した。
実施例２
実施例１の方法で作成したポリメチンイミンの径２５ｍ
厚さ０．１頭の円形のベレット金正極及び負極に用い、
電解液としてＬｉＰＦ、のテトラヒドロフラン溶液を用
い二次電池を構成した。
厚さ０．１頭の円形のベレット金正極及び負極に用い、
電解液としてＬｉＰＦ、のテトラヒドロフラン溶液を用
い二次電池を構成した。
実施例３
Ｊ、 Ａｍ、 Ｃｈｅｍ、 Ｓｏｅ、第２９１巻第１０
０−１０４頁（１９６４年）記載の方法によシベンゼン
の酸化的カチオン重合によシ合成したポリ（フェニレン
）の粉末ｔ−２００ｋｙ／ｒｒｔ”の圧力成形すること
によシ、径２５間、厚さ０．１ｍの円形のベレットヲ作
成した。この円形のベレット金正極に、実施例１の方法
で作成したポリメチンイミンのペレットを負極として二
次電池を構成して、電解液としてＬ Ｉ Ａ ｓ Ｆ。
０−１０４頁（１９６４年）記載の方法によシベンゼン
の酸化的カチオン重合によシ合成したポリ（フェニレン
）の粉末ｔ−２００ｋｙ／ｒｒｔ”の圧力成形すること
によシ、径２５間、厚さ０．１ｍの円形のベレットヲ作
成した。この円形のベレット金正極に、実施例１の方法
で作成したポリメチンイミンのペレットを負極として二
次電池を構成して、電解液としてＬ Ｉ Ａ ｓ Ｆ。
のスルフオラン浴液全使用し、二次電池を構成した。
実施例４
実１ｔＴｒ例１で作成したポリメチンイミンのベレット
金正極及び負極に用い、電解液として３３ ｕ ４ Ｎ
Ｃｌ ０４ の１Ｍアセトニトリル溶溶液用用て二次
電池を構成した。
金正極及び負極に用い、電解液として３３ ｕ ４ Ｎ
Ｃｌ ０４ の１Ｍアセトニトリル溶溶液用用て二次
電池を構成した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電極と電解質を主要構成要素とする電池において、
アノード反応またはカソード反応に関与する電極の少く
とも一方の電極が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは、水素、アルキル基、アリール基、アミノ
基またはハロゲンを意味する） で示される実質的繰返し単位を有するポリメチンイミン
で作成された電池。 ２、実質的繰返し単位が▲数式、化学式、表等がありま
す▼で示される特許請求の範囲第１項記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165691A JPS6145564A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | ポリメチンイミン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165691A JPS6145564A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | ポリメチンイミン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6145564A true JPS6145564A (ja) | 1986-03-05 |
Family
ID=15817208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165691A Pending JPS6145564A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | ポリメチンイミン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6145564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022061434A (ja) * | 2020-10-06 | 2022-04-18 | ソフトバンク株式会社 | 有機正極、電池、製造方法、プログラム、及び製造システム |
| JP2023038096A (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-16 | ソフトバンク株式会社 | 二次電池用電極、二次電池、飛行体、及び、二次電池用電極の生産方法 |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP59165691A patent/JPS6145564A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022061434A (ja) * | 2020-10-06 | 2022-04-18 | ソフトバンク株式会社 | 有機正極、電池、製造方法、プログラム、及び製造システム |
| JP2023038096A (ja) * | 2021-09-06 | 2023-03-16 | ソフトバンク株式会社 | 二次電池用電極、二次電池、飛行体、及び、二次電池用電極の生産方法 |
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