KR20190007210A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 변형을 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing deformation between a can member and a top cap assembly.
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류 전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.Cells and batteries that generate electrical energy through the physical reaction or chemical reaction of a material and supply power to the outside can not acquire the AC power supplied to the building depending on the living environment surrounded by various electric and electronic devices Or when DC power is needed.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.Among such cells, a primary cell and a secondary cell, which are chemical cells using a chemical reaction, are generally used. A primary cell is a consumable cell which is collectively referred to as a dry cell. Also, a secondary battery is a rechargeable battery in which a redox process between a current and a substance is repeatedly manufactured using a material capable of repeatedly repeating. When a reduction reaction is performed on a material by current, the power source is charged, When the power is discharged, the power is discharged. Such charging-discharging is repeatedly performed to generate electricity.
한편, 이차 전지 중 리튬이온전지는 양극 도전 포일과 음극 도전 포일에 각각 활물질을 일정한 두께로 코팅하고, 상기 양 도전 포일 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 대략 젤리 롤(jelly roll) 내지는 원통 형태로 다수 회 권취하여 제작한 전극조립체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 제작된다. In a lithium ion battery of a secondary battery, an active material is coated on a positive electrode conductive foil and a negative electrode conductive foil to have a predetermined thickness, and a separation membrane is interposed between the positive and negative electrode foils, thereby forming a jelly roll or a cylindrical shape. The electrode assembly produced by winding is housed in a cylindrical or square can, a pouch, or the like, and sealed.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0036316호에는 종래의 비수성 전기화학 전지용 내투습성 밀봉 부재가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0036316 discloses a moisture-permeable sealing member for a conventional non-aqueous electrochemical cell.
종래의 이차 전지에서 가스켓(gasket)부의 실링(sealing)은 가스켓을 캔부재의 상단과 함께 물리적인 힘으로 압축하여 실링하였다.In the conventional secondary battery, sealing of the gasket portion was performed by compressing the gasket with a physical force together with the upper end of the can member and sealing the gasket.
하지만, 원통형 이차전지는 조립 후 외부 환경에 따라 금속 재질의 캔부재와 탑캡 조립체 사이에 변형이 발생하는 문제점이 있었다.However, the cylindrical secondary battery has a problem that deformation occurs between the metal cap can and the top cap assembly depending on the external environment after assembly.
그리고 캔부재와 탑캡 조립체 사이에 변형이 심해질 경우 이차전지 내부 전해액이 누수(leak)되는 문제점이 있었다.In addition, when the deformation between the can member and the top cap assembly is increased, there is a problem that the electrolyte inside the secondary battery leaks.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 캔부재와 탑캡 조립체 사이를 용접 결합하여 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 변형을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a secondary battery capable of preventing deformation between a can member and a top cap assembly by welding between a can member and a top cap assembly.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 이차전지의 외관을 형성하는 캔부재, 상기 캔부재의 개구부를 덮는 탑캡 조립체 및 상기 캔부재와 상기 탑캡 조립체를 서로 절연시키는 가스켓을 포함하고, 상기 가스켓과 상기 캔부재가 접하는 영역에서, 상기 가스켓에는 상기 캔부재와 용접 결합하는 용접부재가 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a can member that forms an outer appearance of a secondary battery, a top cap assembly that covers an opening of the can member, and a gasket that insulates the can member from the top cap assembly, And a welding member welded to the can member is coupled to the gasket in an area where the can member contacts.
상기 가스켓은 상기 캔부재의 단부를 절곡하여 크림핑(crimping) 결합하고, 상기 용접부재는 상기 가스켓에서 상기 캔부재와 크림핑되는 영역에 형성될 수 있다.The gasket bends and crimps the end portion of the can member, and the welding member can be formed in the region to be crimped with the can member in the gasket.
상기 가스켓은 비금속 소재로 이루어지고, 상기 용접부재는 금속 소재로 이루어질 수 있다.The gasket may be made of a non-metallic material, and the welding member may be made of a metal material.
상기 가스켓은 상기 캔부재와의 접촉부에 오목한 설치홈이 형성되고, 상기 용접부재는 상기 설치홈에 삽입될 수 있다.The gasket has a concave mounting groove formed in a contact portion with the can member, and the welding member can be inserted into the mounting groove.
상기 용접부재는 상기 설치홈에 끼움 결합될 수 있다.The welding member may be fitted into the mounting groove.
상기 설치홈은 상기 가스켓의 외측 둘레를 따라 형성될 수 있다.The mounting groove may be formed along an outer circumference of the gasket.
상기 용접부재는 상기 설치홈을 따라 끼움 결합되는 오링(o-ring) 형상일 수 있다.The welding member may be in the form of an o-ring fitted into the fitting groove.
상기 설치홈은 복수 개이고 상기 가스켓의 외측 둘레를 따라 수평으로 서로 이격되게 형성될 수 있다.The plurality of installation grooves may be formed to be horizontally spaced from each other along the outer circumference of the gasket.
상기 설치홈은 복수 개이고 상기 가스켓의 외측 둘레를 따라 수평 방향으로 형성되되, 수직 방향으로 서로 이격될 수 있다.The plurality of installation grooves may be formed horizontally along the outer circumference of the gasket, and may be spaced apart from each other in the vertical direction.
상기 용접부재는 복수 개로 형성되어 복수 개의 상기 설치홈 각각에 끼움 결합될 수 있다.The plurality of welding members may be formed in a plurality of the fitting grooves.
본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 결합을 견고히 하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of strengthening the connection between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 변형을 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of preventing deformation between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 실링을 강화하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of strengthening the sealing between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 가스켓을 용접 결합하는 효과가 있다.According to the present invention, the can member and the gasket are welded together.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 2는 도 1을 A-A 선을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탑캡 조립체와 가스켓만을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 용접부재만을 평면에서 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 가스켓과 용접부재를 측면에서 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 가스켓과 용접부재의 주요부를 도시한 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 주요부를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line AA.
3 is a cross-sectional view illustrating only a top cap assembly and a gasket according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing only a welding material of a secondary battery according to an embodiment of the present invention in a plan view. FIG.
5 is a side view of a gasket and a welding member of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
6 is a partial sectional view showing a main part of a gasket and a welding member of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view illustrating a main part of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It should be understood that there may be equivalents.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each element or a specific part constituting the element is exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the following description, it is to be understood that the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 사시도이고, 도 2는 도 1을 A-A 선을 따라 절개하여 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1. Referring to FIG.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 이차전지의 외관을 형성하는 캔부재(10), 상기 캔부재(10)의 개구부(11)를 덮는 탑캡 조립체(20) 및 상기 캔부재(10)와 상기 탑캡 조립체(20)를 서로 절연시키는 가스켓(30)을 포함하고, 상기 가스켓(30)과 상기 캔부재(10)가 접하는 영역에서, 상기 가스켓(30)에는 상기 캔부재(10)와 용접 결합하는 용접부재(40)가 결합된다.1 and 2, a secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a
캔부재(10)는 원형 또는 각형 리튬이온 2차 전지에서 대략 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄(Al) 또는 스틸(steel)에 니켈(Ni)을 도금한 소재일 수 있다. The can
그리고 캔부재(10)는 전극조립체와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체가 캔부재(10)의 개방된 상단, 즉 상단의 개구부(11)를 통해 캔부재(10)에 삽입된 뒤 캔부재(10) 상단의 개구부(11)는 탑캡 조립체(20)에 의해 봉해진다.The can
가스켓(30)은 비금속의 절연성 소재로 형성되고, 캔부재(10)와 탑캡 조립체(20)의 사이를 절연하기 위해 내측 둘레가 탑캡 조립체(20)와 밀착되고 외측 둘레는 캔부재(10)의 개구부(11)와 밀착될 수 있다.The
그리고 캔부재(10)는 캔부재(10)의 개구부(11)를 봉하는 탑캡 조립체(20)를 고정하기 위해 캔부재(10)의 상단인 개구부 측 둘레를 절곡되게 벤딩(bending)하여 크림핑(crimping) 결합할 수 있다.The can member 10 bends and bends around the opening side of the can member 10 to fix the
이때, 가스켓(30)은 캔부재(10)의 개구부(11)와 탑캡 조립체(20)의 사이에 설치되어 크림핑 결합에 의해 탑캡 조립체(20)와 함께 캔부재(10)에 압축 고정될 수 있다.At this time, the
용접부재(40)는 가스켓(30)에서 가스켓(30)과 캔부재(10) 사이에 크림핑 결합되는 영역에 형성될 수 있다.The
즉, 용접부재(40)는 가스켓(30)과 캔부재(10) 사이에 크림핑 결합되는 영역에 형성되어 가스켓(30)과 캔부재(10) 사이를 용접 결합할 수 있도록 함에 따라 가스켓(30)과 캔부재(10) 사이의 결합을 견고히 할 수 있다.That is, the
용접부재(40)는 알루미늄(Al) 또는 스틸(steel)에 니켈(Ni)을 도금한 금속 소재인 캔부재(10)와 용접 결합될 수 있는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등과 같은 금속 소재로 형성되어 비 금속 소재인 가스켓(30)이 캔부재(10)와 용접 결합할 수 있도록 가스켓(30)에 결합될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탑캡 조립체와 가스켓만을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating only a top cap assembly and a gasket according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가스켓(30)은 캔부재(10)와의 접촉부인 외측 둘레면을 따라 오목한 설치홈(31)이 형성될 수 있다.2 to 3, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 용접부재만을 평면에서 도시한 평면도이다. FIG. 4 is a plan view showing only a welding material of a secondary battery according to an embodiment of the present invention in a plan view. FIG.
도 4에 도시된 바와 같이, 용접부재(40)는 오링(o-ring) 형상으로 형성되어 가스켓(30)의 외측 둘레면을 따라 형성된 설치홈(31)에 삽입되도록 설치홈(31)에 끼움 결합될 수 있다.4, the
오링 형상으로 형성된 용접부재(40)는 한 번의 끼움 결합 과정으로 가스켓(30)에 결합되기 때문에 조립이 쉽고, 가스켓(30)과 캔부재(10)의 접촉부를 따라 연속으로 형성되어 용접 결합 면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에 가스켓(30)과 캔부재(10)와의 결합력을 높이는 효과가 있다.Since the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 가스켓과 용접부재를 측면에서 도시한 측면도이다.5 is a side view of a gasket and a welding member of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 용접부재(40a)는 복수 개로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, a plurality of
가스켓(30)의 외측 둘레면에는 둘레면을 따라 수평방향으로 복수 개의 설치홈(31a)이 서로 일정 간격으로 이격되며 오목하게 형성될 수 있다.A plurality of mounting
복수 개의 용접부재(40a)는 가스켓(30)의 외측 둘레면을 따라 복수 개로 형성된 설치홈(31a)에 각각 삽입되도록 끼움 결합될 수 있다.The plurality of
복수 개의 용접부재(40a)를 가스켓(30)의 외측 둘레면을 따라 수평 방향으로 서로 이격되게 형성하면 가스켓(30)과 캔부재(10)와의 결합을 견고히 하면서도 용접부재(40a)의 재료비를 절감하여 비용을 절감하는 효과가 있다.When the plurality of
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 가스켓과 용접부재의 주요부를 도시한 일부 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 주요부를 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a main part of a gasket and a welding member of a secondary battery according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a main part of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 용접부재(40b)는 복수 개로 형성될 수 있다.6 and 7, a plurality of
가스켓(30)의 외측 둘레면에는 둘레면을 따라 수평 방향(L)으로 설치홈(31b)이 형성되되, 수직 방향(H)으로 서로 이격되게 복수 개로 오목하게 형성될 수 있다.Mounting
복수 개의 용접부재(40b)는 가스켓(30)의 외측 둘레면에 수직 방향으로 서로 이격되게 복수 개로 형성된 설치홈(31a)에 각각 삽입되도록 끼움 결합될 수 있다.The plurality of
복수 개의 용접부재(40a)를 가스켓(30)의 외측 둘레면에 수직 방향으로 서로 이격되게 복수 개로 형성하면 가스켓(30)과 캔부재(10)와의 용접 결합 면적을 극대화하여 가스켓(30)과 캔부재(10)와의 결합력을 극대화하는 효과가 있다.A plurality of
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 결합을 견고히 하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect of strengthening the connection between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 변형을 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of preventing deformation between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 탑캡 조립체 사이의 실링을 강화하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of strengthening the sealing between the can member and the top cap assembly.
본 발명에 따르면, 캔부재와 가스켓을 용접 결합하는 효과가 있다.According to the present invention, the can member and the gasket are welded together.
이상과 같이 본 발명에 따른 이차전지를 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.As described above, the secondary battery according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and drawings, and it is to be understood that within the scope of the appended claims, Various implementations are possible by those skilled in the art.
10: 캔부재
11: 개구부
20: 탑캡 조립체
30: 가스켓
31, 31a, 31b: 설치홈
40, 40a, 40b: 용접부재10: Can member
11: opening
20: Top cap assembly
30: Gasket
31, 31a, 31b: installation groove
40, 40a, 40b: welding member
Claims (10)
상기 캔부재(10)의 개구부(11)를 덮는 탑캡 조립체(20); 및
상기 캔부재(10)와 상기 탑캡 조립체(20)를 서로 절연시키는 가스켓(30); 을 포함하고,
상기 가스켓(30)과 상기 캔부재(10)가 접하는 영역에서, 상기 가스켓(30)에는 상기 캔부재(10)와 용접 결합하는 용접부재(40); 가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.A can member (10) forming an outer appearance of the secondary battery;
A top cap assembly (20) covering the opening (11) of the can member (10); And
A gasket 30 for insulating the can member 10 from the top cap assembly 20; / RTI >
A welding member 40 welded to the gasket 30 in the region where the gasket 30 and the can member 10 are in contact with the can member 10; And the second battery is connected to the second battery.
상기 가스켓(30)은 상기 캔부재(10)의 단부를 절곡하여 크림핑(crimping) 결합하고, 상기 용접부재(40)는 상기 가스켓(30)에서 상기 캔부재(10)와 크림핑되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The gasket 30 crimps and crimps the end of the can member 10 and the welding member 40 is welded to the gasket 30 in the region to be crimped with the can member 10, Wherein the secondary battery is formed of a conductive material.
상기 가스켓(30)은 비금속 소재로 이루어지고,
상기 용접부재(40)는 금속 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The gasket 30 is made of a non-metallic material,
Wherein the welding member (40) is made of a metal material.
상기 가스켓(30)은 상기 캔부재(10)와의 접촉부에 오목한 설치홈(31)이 형성되고,
상기 용접부재(40)는 상기 설치홈(31)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method according to claim 1,
The gasket (30) is formed with a concave mounting groove (31) at the contact portion with the can member (10)
And the welding member (40) is inserted into the mounting groove (31).
상기 용접부재(40)는 상기 설치홈(31)에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 4,
And the welding member (40) is fitted into the mounting groove (31).
상기 설치홈(31)은 상기 가스켓(30)의 외측 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 4,
Wherein the mounting groove (31) is formed along the outer circumference of the gasket (30).
상기 용접부재(40)는 상기 설치홈(31)을 따라 끼움 결합되는 오링(o-ring) 형상인 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 6,
Wherein the welding member (40) is in the form of an o-ring fitted into the mounting groove (31).
상기 설치홈(31)은 복수 개이고 상기 가스켓(30)의 외측 둘레를 따라 수평으로 서로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 4,
Wherein the plurality of installation grooves (31) are formed horizontally spaced from each other along an outer circumference of the gasket (30).
상기 설치홈(31)은 복수 개이고 상기 가스켓(30)의 외측 둘레를 따라 수평 방향으로 형성되되, 수직 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 4,
Wherein the plurality of installation grooves (31) are formed horizontally along an outer circumference of the gasket (30), and are spaced from each other in a vertical direction.
상기 용접부재(40)는 복수 개로 형성되어 복수 개의 상기 설치홈(31) 각각에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
The method according to claim 8 or 9,
Wherein the plurality of welding members (40) are formed in a plurality of the fitting grooves (31).
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2017
- 2017-07-12 KR KR1020170088356A patent/KR102295591B1/en active IP Right Grant
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