KR200434772Y1 - Core structure for a circular lithium secondary battery - Google Patents

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KR200434772Y1 KR2020060026102U KR20060026102U KR200434772Y1 KR 200434772 Y1 KR200434772 Y1 KR 200434772Y1 KR 2020060026102 U KR2020060026102 U KR 2020060026102U KR 20060026102 U KR20060026102 U KR 20060026102U KR 200434772 Y1 KR200434772 Y1 KR 200434772Y1
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피에이치 유 도날드
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피에이치 유 도날드
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Abstract

원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체는 전지의 케이스에 배치되고, 코어, 전극 조립체 및 두 개의 전도성 고정 조립체를 포함한다. 연결 부재는 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자에 전도성 가압편을 연결시키기 위해 전기 연결부로서의 역할을 하고, 연결 부재는 만곡된 가요성 구조체이다. 이러한 배열에 의해, 코어 또는 케이스에 치수 오차가 있더라도, 이는 연결 부재의 변형에 의해 극복될 수 있어서, 전지가 성공적으로 조립될 수 있다.The core structure for a circular lithium secondary battery is disposed in a case of the battery and includes a core, an electrode assembly, and two conductive fixing assemblies. The connecting member serves as an electrical connecting portion for connecting the conductive pressing piece to the positive lead terminal or the negative lead terminal, and the connecting member is a curved flexible structure. By this arrangement, even if there is a dimensional error in the core or the case, it can be overcome by deformation of the connecting member, so that the battery can be assembled successfully.

원형 리튬 이차 전지, 코어 구조체, 케이스, 코어, 전극 조립체, 전도성 고정 조립체, 연결 부재, 양극 리드 단자, 음극 리드 단자, 가압편 Circular Lithium Secondary Battery, Core Structure, Case, Core, Electrode Assembly, Conductive Fixing Assembly, Connecting Member, Positive Lead Terminal, Negative Lead Terminal, Pressing Piece

Description

원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체{CORE STRUCTURE FOR A CIRCULAR LITHIUM SECONDARY BATTERY}Core structure for circular lithium secondary battery {CORE STRUCTURE FOR A CIRCULAR LITHIUM SECONDARY BATTERY}

도1은 미국 출원 번호 제11/456119호에 개시된 이차 리튬 전지의 종래의 코어 구조체의 분해도.1 is an exploded view of a conventional core structure of a secondary lithium battery disclosed in US Application No. 11/456119.

도2는 미국 출원 번호 제11/456119호에 개시된 이차 리튬 전지의 종래의 코어 구조체의 일부분의 확대도.2 is an enlarged view of a portion of a conventional core structure of a secondary lithium battery disclosed in US application Ser. No. 11/456119.

도3은 본 고안에 따른 이차 리튬 전지의 코어 구조체를 도시하는 사시도.3 is a perspective view showing a core structure of a secondary lithium battery according to the present invention;

도4는 본 고안에 따른 이차 리튬 전지용 코어 구조체를 도시하는 분해도.Figure 4 is an exploded view showing a core structure for a secondary lithium battery according to the present invention.

도5는 본 고안에 따른 이차 리튬 전지용 코어 구조체의 일부분을 도시하는 확대도.Figure 5 is an enlarged view showing a part of the core structure for a secondary lithium battery according to the present invention.

도6은 전지 케이스의 내부를 도시하는 본 고안에 따른 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view according to the present invention showing the inside of the battery case.

도7은 코어 구조체에 전도성 슬리브가 추가로 제공되는, 전지 케이스의 내부를 도시하는 본 고안에 따른 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view according to the present invention showing the interior of the battery case, the conductive sleeve is further provided in the core structure.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20 : 케이스 21 : 양극 리드 단자 22 : 음극 리드 단자20: case 21: positive lead terminal 22: negative lead terminal

30 : 코어 40 : 전극 조립체 41 : 양극층30 core 40 electrode assembly 41 anode layer

42 : 분리층 43 : 음극층 50 : 전도성 고저 조립체42 Separation layer 43 Cathode layer 50 Conductive high and low assembly

51 : 패스너 52 : 가압편 60 : 연결 부재51 fastener 52 pressurizing piece 60 connecting member

70 : 전도성 슬리브 411 : 양극 리드 영역70: conductive sleeve 411: anode lead area

431 : 음극 리드 영역 521 : 관통 구멍431 cathode lead region 521 through hole

본 고안은 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체에 관한 것으로서, 특히 전극 조립체의 에너지 집전 및 출력 구조체, 코어 및 전지의 리드 단자 사이의 연결부의 설계에 관한 것이다.The present invention relates to a core structure for a circular lithium secondary battery, and more particularly to the design of the connection portion between the energy collecting and output structure of the electrode assembly, the core and the lead terminals of the battery.

도1 및 도2는 본 고안자의 앞선 미국 특허 출원 번호 제11/455119호에 개시된 "리튬 이차 전지용 전극 조립체"를 도시하는데, 전극 조립체에 복수의 리드가 형성 또는 용접된 다음에, 리드가 전지 단자에 용접 또는 연결되기 때문에, 선 출원은 시간 소모적인 용접 공정, 복잡한 부품 및 제조 공정을 포함하는, 종래의 전극 조립체의 문제점을 해결하려는 것을 목적으로 하고 있다.1 and 2 show the “electrode assembly for lithium secondary battery” disclosed in the inventor's earlier US patent application Ser. No. 11/455119, wherein after the lead is formed or welded to the electrode assembly, the lead is a battery terminal. Since they are welded or connected to, the prior application aims to solve the problems of conventional electrode assemblies, including time-consuming welding processes, complicated parts and manufacturing processes.

전극 조립체(10)의 양극 및 음극층은 그 측면에 넓은 음극 리드 영역(11)과 코팅되지 않은 넓은 양극 리드 영역(12)이 형성된다. 또한, 넓은 집전 영역(131)이 리드 단자(13)의 중간에 형성되고, 음극 리드 영역(11) 또는 양극 리드 영역(12)에 대응식으로 위치된다. 그런 다음, 클래스핑 조립체(14)는 양극 리드 영역(11) 또는 음극 리드 영역(12) 외부에 고정된다. 이러한 방식으로, 두 개의 전도성 가압편(141)이 양극 리드 영역(11) 또는 음극 리드 영역(12)에 대항하여 가압 된다. 한편, 양극 리드 영역(11) 또는 음극 리드 영역(12)의 개별 층은 서로에 대해 밀접하게 가압되고, 한편, 양극 리드 영역(11) 또는 음극 리드 영역(12)은 집전 영역(131)과 밀착 전기 접촉하는 상태로 유지된다(도2에 도시됨).The anode and cathode layers of the electrode assembly 10 have wide cathode lead regions 11 and uncoated wide anode lead regions 12 on their sides. In addition, a wide current collecting region 131 is formed in the middle of the lead terminal 13 and is located correspondingly to the negative lead region 11 or the positive lead region 12. Then, the clapping assembly 14 is fixed outside the positive lead region 11 or the negative lead region 12. In this manner, two conductive pressing pieces 141 are pressed against the anode lead region 11 or the cathode lead region 12. On the other hand, the individual layers of the anode lead region 11 or the cathode lead region 12 are pressed against each other closely, while the anode lead region 11 or the cathode lead region 12 is in close contact with the current collecting region 131. It remains in electrical contact (shown in Figure 2).

상술된 리튬 이차 전지의 개별 부품의 크기는 정밀하게 제어되어야만 하고, 그렇지 않더라도, 전지 케이스, 코어 또는 리드 단자가 치수 오차를 가지면, 전극 조립체가 전지 케이스에 끼워맞춰질 수 없다는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 전지 케이스가 너무 짧거나 또는 코어가 너무 길면, 코어는 전지 케이스에 기밀 밀봉될 수 없고, 또는 전극 조립체가 너무 짧으면, 그 결과, 전극 조립체의 단지 일 단부만이 전지 케이스에 고정될 수 있고, 전극 조립체의 타 단부는 너무 짧아서 전지 케이스에 도달하지 못해서, 이는 고정될 수 없다.It should be noted that the size of the individual parts of the lithium secondary battery described above must be precisely controlled, and even if the battery case, core or lead terminal has a dimensional error, the electrode assembly cannot be fitted to the battery case. For example, if the battery case is too short or the core is too long, the core cannot be hermetically sealed to the battery case, or if the electrode assembly is too short, as a result, only one end of the electrode assembly may be secured to the battery case. And the other end of the electrode assembly is too short to reach the battery case, which cannot be fixed.

상술된 설명으로부터, 선 출원은 전극 조립체의 리드의 전기 연결 공정을 간단하게 만든다는 것을 알 수 있다. 그러나, 전극 조립체의 부품의 크기는 정밀하게 제어되어야만 하고, 그렇지 않으면 전극 조립체가 조립될 수 없다.From the above description, it can be seen that the line application simplifies the process of electrical connection of the leads of the electrode assembly. However, the size of the parts of the electrode assembly must be precisely controlled, otherwise the electrode assembly cannot be assembled.

본 고안은 상술된 단점들을 없애거나 그리고/또는 완화시키려는 것이다. The present invention seeks to obviate and / or mitigate the above mentioned disadvantages.

본 고안의 주 목적은 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공하는 것이다. 연결 부재는 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자에 전도성 가압편을 연결시키기 위해 전기 전도성 연결부로서의 역할을 하고, 연결 부재는 만곡된 가요성 구조체이다. 이러한 배열에 의해, 코어 또는 케이스에 치수 오차가 발생하더라도, 이는 연결 부재의 변형에 의해 극복될 수 있고, 따라서 전지는 성공적으로 조립될 수 있다.The main object of the present invention is to provide a core structure for a circular lithium secondary battery. The connecting member serves as an electrically conductive connecting portion for connecting the conductive pressing piece to the positive lead terminal or the negative lead terminal, and the connecting member is a curved flexible structure. By this arrangement, even if a dimension error occurs in the core or the case, it can be overcome by the deformation of the connecting member, and thus the battery can be assembled successfully.

본 고안은 본 고안에 따른 양호한 실시예를 단지 예시를 목적으로 도시하고 있는 첨부 도면을 참조한, 이하의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다. The invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, which show, by way of illustration, preferred embodiments of the invention.

도3 내지 도6을 참조하면, 본 고안에 따른 원형 이차 리튬 전지용 코어 구조체가 도시되고 있는데, 이는 코어, 전극 조립체 및 두 개의 전도성 고정 조립체를 포함한다. 코어 조립체는 케이스(20) 내에 배치되고, 두 개의 전도성 연결 부재에 의해 케이스(20)의 캡 상의 양극 및 음극 리드 단자에 전기적으로 연결된다.3 to 6, a core structure for a circular secondary lithium battery according to the present invention is shown, which includes a core, an electrode assembly, and two conductive fixing assemblies. The core assembly is disposed in the case 20 and is electrically connected to the positive and negative lead terminals on the cap of the case 20 by two conductive connecting members.

코어(30)는 케이스(20) 내에 배치된다.The core 30 is disposed in the case 20.

전극 조립체(40)는 서로 중첩되어 코어(30) 주위를 권취하는, 적어도 하나의 양극층(41), 분리층(42) 및 음극층(43)을 포함한다. 양극 및 음극층(41, 43)은 양극 재료 및 음극 재료로 각각 피복된다. 분리층(42)은 양극 및 음극층(41, 43) 사이에 위치된다. 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역(411)으로서의 사용을 위해 양극층(41)의 일 측면에 형성되고, 음극층(42)은 양극층(41)과 대향하는 그 타 측면에, 음극 리드 영역(431)으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성된다. 양극 및 음극층(411, 431)은 양극층(41), 분리층(43) 및 음극층(43)의 조립체의 양 측면으로부터 돌출된다. 전극 조립체(40)가 코어(30)에 둘레에 양극층(41), 분리층(43), 음극층(42)을 권취함으로써 형성된 후에, 양극 및 음극 리드 영역(411, 431)은 전극 조립체(40)의 양 단부로부터 돌출된다.The electrode assembly 40 includes at least one anode layer 41, a separation layer 42, and a cathode layer 43 that overlap each other and wind around the core 30. The anode and cathode layers 41 and 43 are covered with an anode material and a cathode material, respectively. Separation layer 42 is located between anode and cathode layers 41, 43. An uncoated region is formed on one side of the anode layer 41 for use as the anode lead region 411, and the cathode layer 42 is formed on the other side opposite the anode layer 41. An uncoated region is formed for use as 431. The anode and cathode layers 411, 431 protrude from both sides of the assembly of the anode layer 41, the separation layer 43 and the cathode layer 43. After the electrode assembly 40 is formed by winding the anode layer 41, the separation layer 43, and the cathode layer 42 around the core 30, the anode and cathode lead regions 411, 431 are formed in the electrode assembly ( 40) protrude from both ends.

각각의 전도성 고정 조립체(50)는 패스너(51) 및 두 개의 가압편(52)을 포함 한다. 전도성 가압편(52) 각각에는 관통 구멍(521)이 형성되고, 양극 리드 영역(411) 또는 음극 리드 영역(431) 외부에 배치된다. 패스너는 볼트일 수 있고, 전도성 가압편(52) 중 하나의 관통 구멍(521)과, 코어(30)를 통해 그리고 전도성 가압편(52) 중 다른 하나의 관통 구멍(521)을 통해 삽입된 다음에, 너트에 의해 그에 고정되어, 두 개의 전도성 가압편(52)이 코어(30) 상에 고정되고 양극 리드 영역(411) 또는 음극 리드 영역(431)에 대향하여 견고하게 가압되며, 양극 리드 영역(411) 또는 음극 리드 영역(431)이 전도성 가압편(52)과 전기적으로 밀접하게 접촉하는 상태로 유지된다.Each conductive fixation assembly 50 includes a fastener 51 and two pressing pieces 52. Through-holes 521 are formed in each of the conductive pressing pieces 52 and are disposed outside the anode lead region 411 or the cathode lead region 431. The fastener may be a bolt and is inserted through the through hole 521 of one of the conductive press pieces 52, through the core 30 and through the through hole 521 of the other of the conductive press pieces 52. Fixed to it by means of a nut, two conductive pressing pieces 52 are fixed on the core 30 and firmly pressed against the anode lead region 411 or the cathode lead region 431, and the anode lead region The 411 or the negative lead region 431 is maintained in electrical contact with the conductive pressing piece 52.

각각의 연결 부재(60)는 전도성 및 가요성이며, 전극 조립체(40)의 전도성 가압편(52)에 전기적으로 연결되는 하나의 단부를 갖고, 양극 리드 단자(21) 또는 음극 리드 단자(22)에 전기적으로 연결되는 다른 단부를 갖는다.Each connecting member 60 is conductive and flexible, has one end electrically connected to the conductive pressing piece 52 of the electrode assembly 40, and the positive lead terminal 21 or the negative lead terminal 22. Has another end electrically connected to it.

코어 구조체 및 그 부품의 배열 관계는 상술되어 있다. 본 고안은 코어 구조체의 설계를 더 향상시키고 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자에 전도성 가압편을 연결시키기 위해 전기 전도성 연결부로서 부재를 사용하려 하고, 연결 부재는 만곡된 가요성 구조체이다. 이러한 배열에 의해, 코어 또는 케이스에 치수 오차가 있더라도, 이는 연결 부재의 변형에 의해 극복될 수 있어서, 전지가 성공적으로 조립될 수 있다.The arrangement relationship between the core structure and the parts thereof is described above. The present invention further seeks to use the member as an electrically conductive connection to further improve the design of the core structure and to connect the conductive pressing piece to the positive lead terminal or the negative lead terminal, wherein the connecting member is a curved flexible structure. By this arrangement, even if there is a dimensional error in the core or the case, it can be overcome by deformation of the connecting member, so that the battery can be assembled successfully.

도3 내지 도6을 다시 참조하면, 연결 부재(60)는 코어 및 양극 리드 단자(21) 또는 음극 리드 단자(22) 사이에 전기 전도성 연결부로서의 역할을 한다. 각각의 연결 부재(60)가 가요성이기 때문에, 소정 범위로 변형되거나 늘어날 수 있 다. 따라서, 코어 또는 케이스(20)에 치수 오차가 있더라도, 이는 연결 부재(60)의 변형에 의해 극복될 수 있어서, 코어 및 케이스(20)는 성공적으로 조립될 수 있다. Referring again to FIGS. 3-6, the connection member 60 serves as an electrically conductive connection between the core and the positive lead terminal 21 or the negative lead terminal 22. Since each connecting member 60 is flexible, it can be deformed or stretched to a predetermined range. Thus, even if there is a dimensional error in the core or case 20, this can be overcome by the deformation of the connecting member 60, so that the core and the case 20 can be assembled successfully.

본 고안의 설계는 코어 구조체를 매우 간단하게 만들고, 전극 조립체가 전돗성 가압편(52) 및 연결 부재(60)에 의해 직접 양극 리드 단자(21) 및 음극 리드 단자(22)에 연결된다는 것을 주목하기로 한다. 연결 부재 및 전도성 가압편(52)의 개수가 매우 적기 때문에, 이는 전지의 저항 감소에 기여한다.Note that the design of the present invention makes the core structure very simple, and the electrode assembly is directly connected to the positive lead terminal 21 and the negative lead terminal 22 by the conductive pressing piece 52 and the connecting member 60. Let's do it. Since the number of the connecting member and the conductive pressing piece 52 is very small, this contributes to the reduction of the resistance of the battery.

도7에 도시된 바와 같이, 코어(30)의 어느 하나의 단부는 전도성 슬리브(70)로 덮일 수 있고, 전도성 가압편(52)이 양극 및 음극 리드 영역(411, 431)에 대항하여 가압될 때, 전도성 슬리브(70)는 양극 및 음극 리드 영역(411, 431)의 가압면 사이의 전기적 연결을 향상시켜서, 전지의 충전 및 방전 공정에서 전류 경로를 증가시키고 전지의 내부 저항을 감소시킬 수 있다. As shown in FIG. 7, one end of the core 30 may be covered with a conductive sleeve 70, and the conductive pressing piece 52 may be pressed against the positive and negative lead regions 411 and 431. At this time, the conductive sleeve 70 improves the electrical connection between the pressing surfaces of the positive and negative lead regions 411 and 431, thereby increasing the current path and reducing the internal resistance of the battery in the charging and discharging process of the battery. .

본 고안에 따르면, 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체를 제공할 수 있다. 연결 부재는 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자에 전도성 가압편을 연결시키기 위해 전기 전도성 연결부로서의 역할을 하고, 연결 부재는 만곡된 가요성 구조체이다. 이러한 배열에 의해, 코어 또는 케이스에 치수 오차가 발생하더라도, 이는 연결 부재의 변형에 의해 극복될 수 있고, 따라서 전지는 성공적으로 조립될 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a core structure for a circular lithium secondary battery. The connecting member serves as an electrically conductive connecting portion for connecting the conductive pressing piece to the positive lead terminal or the negative lead terminal, and the connecting member is a curved flexible structure. By this arrangement, even if a dimension error occurs in the core or the case, it can be overcome by the deformation of the connecting member, and thus the battery can be assembled successfully.

Claims (4)

전지의 케이스 내에 배치되고 두 개의 전도성 연결 부재에 의해 전지의 양극 및 음극 단자에 전기적으로 연결되는 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체이며,A core structure for a circular lithium secondary battery disposed in a case of the battery and electrically connected to the positive and negative terminals of the battery by two conductive connecting members, 케이스에 배치되는 코어와,A core disposed in the case, 적어도 하나의 양극층, 분리층 및 음극층을 포함하는 전극 조립체와,An electrode assembly comprising at least one anode layer, a separation layer and a cathode layer; 각각 적어도 하나의 패스너 및 적어도 하나의 전도성 가압편을 포함하는 두 개의 전도성 고정 조립체를 포함하고,Two conductive fixing assemblies each comprising at least one fastener and at least one conductive pressing piece, 상기 양극층, 분리층 및 음극층은 서로 중첩되어 코어 둘레에 권취되고, 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역으로서의 사용을 위해 상기 양극층의 일 측면에 형성되고, 상기 음극층은 상기 양극층에 대향하는 그 다른 측면에 음극 리드 영역으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성되고, 양극 및 음극 리드 영역은 전극 조립체의 양 측면으로부터 각각 돌출되고,The anode layer, the separation layer and the cathode layer overlap each other and are wound around the core, and an uncoated region is formed on one side of the anode layer for use as the anode lead region, and the cathode layer is opposite to the anode layer. On its other side an uncoated region is formed for use as the cathode lead region, the anode and cathode lead regions respectively protrude from both sides of the electrode assembly, 상기 전도성 가압편은 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역 외부에 배치되고, 관통 구멍을 통해 패스너를 삽입시킴으로써 코어 상에 고정되어, 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대항하여 견고하게 가압되고, 상기 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역은 상기 전도성 가압편과 밀접한 전기 접촉 상태로 유지되고, 전도성 고정 조립체는 초기에 상기 전도성 연결 부재에 연결된 다음에, 상기 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자에 전기적으로 연결되는 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체.The conductive pressing piece is disposed outside the anode lead region or cathode lead region, is fixed on the core by inserting a fastener through the through hole, and is firmly pressed against the anode lead region or cathode lead region, and the anode lead region Or the negative lead region is maintained in intimate electrical contact with the conductive pressing piece, and the conductive fixing assembly is initially connected to the conductive connecting member, and then electrically connected to the positive lead terminal or the negative lead terminal. Core structure. 제1항에 있어서, 상기 전도성 연결 부재는 가요성 와이어인 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체.The core structure of claim 1, wherein the conductive connection member is a flexible wire. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 전도성 가압편은 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역 외부에 배치되고, 전도성 가압편은 전도성 가압편 중 하나와, 코어와, 전도성 가압편 중 다른 하나를 통해 각각 패스너를 삽입함으로써, 양 측면으로부터 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대항하여 견고하게 가압되고, 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역은 전도성 가압편과 밀접한 전기 접촉 상태로 유지되는 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체.The method of claim 1, wherein the two conductive pressing pieces are disposed outside the anode lead region or the cathode lead region, and the conductive pressing pieces are each fastened through one of the conductive pressing pieces, the core, and the other of the conductive pressing pieces. A core structure for a circular lithium secondary battery, wherein the core structure is pressed firmly against the positive electrode lead region or the negative electrode lead region from both sides, and the positive electrode lead region or the negative electrode lead region is maintained in intimate electrical contact with the conductive pressing piece. 제1항에 있어서, 상기 코어의 어느 하나의 단부는 전도성 슬리브로 덮이고, 전도성 가압편이 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대항하여 가압될 때, 전도성 슬리브는 양극 리드 영역 및 음극 리드 영역의 가압면 사이에 전기적 연결을 향상시킬 수 있는 원형 리튬 이차 전지용 코어 구조체.The method of claim 1, wherein either end of the core is covered with a conductive sleeve, and when the conductive pressing piece is pressed against the positive lead region or the negative lead region, the conductive sleeve is between the pressing surfaces of the positive lead region and the negative lead region. Core structure for circular lithium secondary battery that can improve the electrical connection.
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