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CN221947357U - 电池模块 - Google Patents

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CN221947357U CN202323601324.4U CN202323601324U CN221947357U CN 221947357 U CN221947357 U CN 221947357U CN 202323601324 U CN202323601324 U CN 202323601324U CN 221947357 U CN221947357 U CN 221947357U
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electrode
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SK On Co Ltd
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Abstract

本公开提供一种电池模块。所述电池模块可以包括：电池单元，包括电极引线；汇流条，包括狭缝，所述电极引线插入所述狭缝；第一涂层，覆盖所述汇流条的至少一部分；以及接合部件，位于所述电极引线和所述汇流条之间，并且电连接所述电极引线和所述汇流条。

Description

电池模块
技术领域
本公开涉及一种包括接合部件和涂层的电池模块。
背景技术
与一次电池不同，二次电池能够充电和放电，因此可以应用于诸如数码相机、手机、笔记本电脑、混合动力汽车、电动汽车和储能系统(Energy storage system，ESS)的各种领域。二次电池可以为锂离子电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池或镍氢电池。
二次电池被制造为具有柔性的袋型(pouch-type)电池单元(battery cell)或具有刚性的棱柱形或圆柱形罐型(can type)电池单元。多个电池单元可以形成为堆叠形态的电池单元组件。
电池单元组件可以设置在模块外壳内部以形成电池模块，多个电池模块可以设置在电池组外壳内部以形成电池组。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
为了电连接多个电池单元，可以使用汇流条。例如，在袋型电池单元的情况下，可以在电池单元的电极引线插入汇流条的狭缝后进行焊接而结合。但是，当电极引线或汇流条熔融而电极引线与汇流条结合时，由于电极引线或汇流条熔融所需的温度(例如：660度或1000度)，可能会发生焊接质量不良或热变形。另外，当电极引线和汇流条直接结合时，由于电极引线和汇流条连接直到电极引线或汇流条熔融，因此可能会发生热传播、火焰传播或短路。
为了连接电极引线和汇流条，可以使用包含焊膏的填充材料。但是，当填充材料涂覆在电极引线和汇流条之间时，电极引线和汇流条之间的间隙无法填满，这可能会增加电池模块的不良率。另外，当填充材料涂覆在电极引线和汇流条之间时，需要用于放置填充材料的汇流条的凹槽，这可能会增加汇流条的制作成本和制作时间。
根据本公开的一个方面，可以提供一种电池模块，其通过在相对较低的温度下连接汇流条和电极引线，从而改善焊接质量并减少热变形。
根据本公开的一个方面，可以提供一种电池模块，其通过在相对较低的温度下隔开汇流条和电极引线，从而可以减少多个电池单元之间的热传播、火焰传播和短路的发生。
根据本公开的一个方面，可以提供一种电池模块，其通过利用涂层连接电极引线和汇流条，从而降低制造难度并降低不良率。
本公开的电池模块可以广泛应用于电动汽车、电池充电站、其他利用电池的太阳能发电、风力发电等绿色技术领域。另外，本公开的电池模块可以用于通过抑制大气污染和温室气体排放来防止气候变化的环保(eco-friendly)电动汽车及混合动力汽车等。
(二)技术方案
本公开的电池模块可以包括：电池单元，包括电极引线；汇流条，包括狭缝，所述电极引线插入所述狭缝；第一涂层，覆盖所述汇流条的至少一部分；以及接合部件，位于所述电极引线和所述汇流条之间，并且电连接所述电极引线和所述汇流条。
根据一个实施例，所述接合部件可以包括与所述电极引线和所述汇流条接触的中心部和从所述中心部延伸的边缘部。所述中心部的第一厚度可以大于所述边缘部的第二厚度。
根据一个实施例，所述汇流条可以包括形成所述狭缝的内表面。所述电极引线的侧面可以与所述汇流条的所述内表面隔开。
根据一个实施例，所述汇流条可以包括未被所述第一涂层覆盖并且视觉上暴露于所述汇流条的外部的表面。
根据一个实施例，所述电池模块可以包括第二涂层，所述第二涂层覆盖所述电极引线的至少一部分。
根据一个实施例，所述接合部件的熔点和所述第一涂层的熔点可以低于所述电极引线的熔点和所述汇流条的熔点。
根据一个实施例，所述汇流条的所述狭缝的第二宽度可以为所述电极引线的第一宽度的三倍以内。
根据一个实施例，所述第一涂层和所述接合部件可以包含锡、铅、铜和银中的至少一种。
电池模块可以包括：电池单元，包括电极引线；汇流条，包括狭缝，所述电极引线插入所述狭缝；以及接合部件，位于所述电极引线和所述汇流条之间的所述狭缝内，并且电连接所述电极引线和所述汇流条。
根据一个实施例，所述电池模块可以包括第一涂层，所述第一涂层覆盖所述汇流条的至少一部分。
根据一个实施例，所述电池模块可以包括第二涂层，所述第二涂层覆盖所述电极引线的至少一部分。
根据一个实施例，所述接合部件可以包括与所述电极引线和所述汇流条接触的中心部和从所述中心部延伸的边缘部。所述中心部的第一厚度可以大于所述边缘部的第二厚度。
根据一个实施例，所述汇流条可以包括形成所述狭缝的内表面。所述电极引线的侧面可以与所述汇流条的所述内表面隔开。
电池模块的制造方法可以包括以下工艺：准备被第一涂层覆盖的汇流条的工艺；将电池单元的电极引线插入所述汇流条的狭缝的工艺；以及熔融所述第一涂层以将所述汇流条和所述电极引线结合的工艺。
根据一个实施例，将所述汇流条和所述电极引线结合的工艺可以使覆盖所述电极引线的第二涂层与所述第一涂层一起熔融。
(三)有益效果
根据本公开的一个实施例，可以提高电池单元的电极引线和汇流条的焊接质量。
根据本公开的一个实施例，可以减少多个电池单元之间的热传播、火焰传播和短路的发生。
根据本公开的一个实施例，可以减少电池模块的生产工艺的难度并减少生产的电池模块的不良率。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的电池单元的立体图。
图2是根据本公开的一个实施例的电池模块的立体图。
图3是根据本公开的一个实施例的电池模块的分解立体图。
图4是根据本公开的一个实施例的电池单元的电极引线和汇流条的立体图。
图5是根据本公开的一个实施例的沿图4的I-I'线截取的截面图。
图6a、图6b和图6c是根据本公开的各种实施例的电池模块的截面图。
附图标记说明
10：电池模块 100：电池单元
110：袋 120：电极组件
130：电极引线 200：电池模块
210：汇流条 220：接合部件
230：第一涂层 240：第二涂层
250：壳体
具体实施方式
以下，参照附图对本公开进行详细说明。但这仅是示例性的，本公开不限于例示说明的具体实施方式。
以下说明的本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义或词典上的含义。应该基于发明人可适当地对术语的概念进行定义以便以最佳方式说明自身的发明的原则而解释为与本公开的技术思想相一致的含义和概念。
因此，应该理解的是，在本说明书中记载的实施例和附图中示出的配置仅是本公开的最优选实施例，其并不代表本公开的所有技术思想，在提交本申请的时间点可能存在可以替代它们的各种等同物和修改示例。
以下，参照附图描述本公开的实施例。此时，在附图中相同的组件尽可能由相同的附图标记表示。另外，将省略可能会混淆本公开的主旨的已知功能和结构的详细说明。附图中的一部分组件被夸大、省略或示意性地示出，并且每个组件的尺寸并不完全反映实际尺寸。
图1是根据本公开的一个实施例的电池单元的立体图。
参照图1，电池单元(battery cell)100可以包括袋110、电极组件120和电极引线130。电池单元100可以是二次电池。例如，电池单元100可以是锂离子电池，但不限于此。例如，电池单元100可以是能够充电和放电的镍镉电池、镍金属氢化物电池或镍氢电池。
袋110可以形成电池单元100的外观的至少一部分。袋110可以包括容纳电极组件120的电极容纳部111和用于密封电极容纳部111的外周中的至少一部分的密封部115。电极容纳部111可以提供容纳电极组件120和电解液的空间。
密封部115可以由袋110的外周中的至少一部分接合而形成。密封部115可以形成为从以容器形态形成的电极容纳部111向外部扩展的凸缘形态，并且可以沿着电极容纳部111的外围中的至少一部分设置。在一个实施例中，密封部115可以包括设置电极引线130的第一密封部115a和未设置电极引线130的第二密封部115b。电极引线130的一部分可以引出或暴露于袋110的外部。在引出电极引线130的位置处，为了提高第一密封部115a的密封度同时确保电绝缘状态，电极引线130可以被绝缘膜140覆盖。绝缘膜140由比电极引线130薄的膜材料制成，并且可以附着在电极引线130的两面。
在一个实施例中，电极引线130可以以彼此朝向相反方向的方式设置在电池单元100的长度方向(Y轴方向)的两侧。例如，电极引线130可以包括朝向电池单元100的长度方向一侧(例如第一方向(+Y方向))的第一极性(例如正极)的正极引线130a和朝向电池单元100的长度方向另一侧(例如第二方向(-Y方向))的第二极性(例如负极)的负极引线130b。在图1所示的实施例中，密封部115可以包括设置电极引线130的两个第一密封部115a和未设置电极引线130的一个第二密封部115b。
设置电极引线130的方向可以选择性地设计。在一个实施例(例如图1)中，电极引线130可以包括正极引线130a和以电极组件120为基准位于正极引线130a的相反方向的负极引线130b。在图1中示出以彼此朝向相反方向的方式设置在电池单元100的长度方向(例如Y轴方向)的两侧的电极引线130，但电极引线130的结构不限于此。例如，两个电极引线130可以沿着电池单元100的长度方向(例如Y轴方向)基本上平行地设置。
另一方面，袋110不限于如图1所示折叠一张外装材料并在三个面形成密封部115的结构。
在本公开的一个实施例中，至少一部分密封部115可以形成为至少折叠一次的形态。通过折叠密封部115的至少一部分，可以提高密封部115的接合可靠性并使密封部115的面积最小化。根据一个实施例的密封部115中未设置电极引线130的第二密封部115b可以在折叠两次后由接合部件117固定。例如，第二密封部115b可以沿着第一弯曲线C1折叠180°，然后再次沿着第二弯曲线C2折叠。此时，接合部件117可以填充在第二密封部115b的内部。
第二密封部115b弯曲的角度或弯曲的次数可以改变。例如，在未示出的一个实施例中，第二密封部115b可以相对于第一密封部115a折叠90°。
电极组件120可以包括正极板(cathode plate)、负极板(anode plate)和隔膜(separator)。所述隔膜可以防止所述正极板与所述负极板接触。本领域的普通技术人员可以理解电极组件120可以利用各种方式(例如堆叠型、果冻卷型或Z折叠)制造。
图2是根据本公开的一个实施例的电池模块的立体图。图3是根据本公开的一个实施例的电池模块的分解立体图。
参照图2和/或图3，电池模块200可以包括电池单元组件101、汇流条组件201和壳体250。电池单元组件101可以包括多个电池单元100。图1的电池单元100的说明可以适用于图3的电池单元100。
本文的电池模块200可以是电池装置或电池组。
电池单元组件101可以基本上具有六面体形状。在一个实施例中，电池单元组件101可以称为电池单元堆叠体。
汇流条组件201可以包括与电池单元100的电极引线130电连接的导电性汇流条210和电绝缘性支撑板212。支撑板212可以称为汇流条框架。支撑板212的至少一部分可以设置在电池单元组件101和汇流条210之间以支撑汇流条210。支撑板212可以包括用于容纳结合部件(例如螺钉、铆钉和/或凸台结构)的至少一个通孔215。通过所述结合部件，支撑板212可以结合到壳体250的一部分(例如端板256)。图3中所示的汇流条210的形状具有选择性。例如，在汇流条210上形成的狭缝(slit)211的形状和数量可以选择性地改变。
汇流条组件201可以包括用于与外部电连接的至少一个连接端子214。电池单元100的电极引线130可以通过汇流条210和连接端子214与电池模块200的外部电连接。例如，连接端子214可以通过未示出的布线或导电结构件连接到汇流条210，电池单元100的电流可以通过汇流条210和连接端子214传递到电池模块200的外部。连接端子214可以通过端板256的孔256a暴露于壳体250的外部。
壳体250可以形成容纳电池单元组件101和/或汇流条组件201的容纳空间S。例如，壳体250可以包括覆盖电池单元组件101的盖255和包围电池单元组件101的下表面和侧面的容纳部251。容纳部251可以包括覆盖电池单元组件101的下表面的主板252和覆盖电池单元组件101的侧面中的至少一部分的多个侧壁部件253。容纳空间S的至少一部分可以被主板252、侧壁部件253和端板256包围。根据一个实施例，主板252和侧壁部件253可以一体形成。
壳体250可以包括覆盖电池单元组件101的侧面中的一部分的端板256。在一个实施例中，端板256可以连接到主板252和侧壁部件253的长度方向(例如Y轴方向)的两端部。端板256可以覆盖电池单元组件101的侧面中的一部分和汇流条组件201。端板256可以包括容纳连接端子214的孔256a。
根据一个实施例，壳体250可以由诸如金属的热传导性高的材料制成。例如，壳体250可以由铝形成。但是，壳体250的材料不限于此。根据另一实施例，壳体250可以由聚合物形成。壳体250可以称为外壳、模块外壳或模块壳体。
图4是根据本公开的一个实施例的电池单元的电极引线和汇流条的立体图。图5是根据本公开的一个实施例的沿图4的I-I'线截取的截面图。
参照图4和图5，电池模块200可以包括：汇流条210，包括狭缝211；以及电池单元100，包括插入狭缝211的电极引线130。图1、图2和/或图3的电池单元100和汇流条210的说明可以适用于图4和图5的电池单元100和汇流条210。
电池模块200可以包括连接汇流条210和电极引线130的接合部件220。接合部件220的至少一部分可以位于汇流条210和电极引线130之间。例如，接合部件220可以位于汇流条210的狭缝211内。汇流条210可以包括形成狭缝211的内表面210a。接合部件220可以位于汇流条210的内表面210a和电极引线130的侧面130a、130b之间。汇流条210可以利用接合部件220与电极引线130电连接。例如，接合部件220可以包括导电材料(例如焊料)。电极引线130可以利用接合部件220连接到汇流条210。电极引线130可以不与汇流条210直接接触或连接。例如，电极引线130可以与汇流条210的内表面210a隔开。
根据一个实施例，狭缝211的第二宽度w2可以为电极引线130的第一宽度w1的三倍以内。例如，电极引线130的第一宽度w1可以为0.5mm以内，第二宽度w2可以为1.5mm以内。由于第一宽度w1和第二宽度w2为指定的长度以内，因此可以利用接合部件220将电极引线130和汇流条210电连接。
在一个实施例中，电极引线130的侧面130a、130b和汇流条210a的内表面210a之间的距离d可以为1.0mm以下。由于电极引线130的侧面130a、130b和汇流条210的内表面210a之间的距离d为1.0mm以下，从而可以提高电极引线130和汇流条210的连接或结合力。
汇流条210可以包括未被第一涂层230覆盖并且视觉上暴露于汇流条210的外部的表面216。例如，当激光L施加到第一涂层230时，由于毛细管现象，与狭缝211相邻的第一涂层230的一部分可以流到汇流条210和电极引线130之间的空间。例如，熔融的第一涂层230的一部分可以扩散到汇流条210和电极引线130之间的空间。由于第一涂层230的一部分移动到电极引线130，汇流条210的上表面210b的一部分和下表面210c的至少一部分可能会暴露。所述激光L可以是从电池模块200的外部装置提供给汇流条210和电极引线130的指定波长的光线。
接合部件220的熔点可以低于汇流条210的熔点和电极引线130的熔点。电极引线130可以包含铜或铝。包含铜的电极引线130的熔点可以约为1000度。包含铝的电极引线130的熔点可以约为660度。汇流条210可以包含铜。汇流条210的熔点可以约为1000度。接合部件220的熔点可以为250度以下。例如，在一个实施例中，接合部件220的熔点可以约为200度。接合部件220可以称为焊料。例如，接合部件220可以包含锡、铅、铜或银中的至少一种。由于接合部件220的熔点低于电极引线130的熔点和汇流条210的熔点，因此可以防止在热转移情况下短路。例如，接合部件220可以在约200度的范围内熔化，从而可以使汇流条210和电极引线130隔开。汇流条210和电极引线130在相对较低的温度(例如200度)下隔开，从而可以减少或防止热传播(thermal propagation)、火焰传播和/或短路的发生。另外，汇流条210和电极引线130在相对较低的温度下结合，从而可以提高熔点质量并减少热变形。
接合部件220可以利用毛细管现象(capillary action)形成。例如，通过从外部提供给电池模块200的激光L，第一涂层230的至少一部分和/或第二涂层240的至少一部分可以流入电极引线130和汇流条210之间的空间内。
由于毛细管现象和熔融的涂层230、240的材料(例如锡、铅、铜和/或银)的表面张力，接合部件220可以具有其至少一部分弯曲的形状。例如，接合部件220可以包括具有不同厚度的中心部221和边缘部222。中心部221的第一厚度t1可以大于边缘部222的第二厚度t2。根据一个实施例，接合部件220的中心部221可以与电极引线130和汇流条210接触。边缘部222可以与电极引线130或汇流条210接触。例如，在一个实施例中，边缘部222可以与电极引线130接触，并且可以不与汇流条210接触。
电池模块200可以包括覆盖汇流条210的至少一部分的第一涂层230。第一涂层230可以覆盖汇流条210的至少一部分表面。例如，第一涂层230可以覆盖汇流条210的内表面210a、上表面210b和下表面210c的至少一部分。
第一涂层230的至少一部分可以熔化以形成接合部件220。在一个实施例中，涂覆在汇流条210的内表面210a上或涂覆在邻近内表面210a的上表面210b和下表面210c上的第一涂层230的一部分可以被激光熔化以形成接合部件220。在一个实施例中，第一涂层230可以称为接合部件层或第一接合部件层。
电池模块200可以包括覆盖电极引线130的至少一部分的第二涂层240。第二涂层240可以覆盖电极引线130的至少一部分表面。例如，第二涂层240可以覆盖与电极引线130的端部131相邻的电极引线130的一部分。在一个实施例中，第二涂层240可以覆盖电极引线130的侧面130a、130b的至少一部分和前表面130c。
第二涂层240的至少一部分可以熔化以形成接合部件220。在一个实施例中，涂覆在电极引线130上的第二涂层240的一部分可以被激光熔化以形成接合部件220。在一个实施例中，第二涂层240可以称为接合部件层或第二接合部件层。
接合部件220可以利用激光焊接而形成。例如，接合部件220可以由第一涂层230或第二涂层240中的至少一个熔化形成。根据一个实施例，接合部件220可以为利用激光焊接而熔化的第一涂层230的一部分和/或第二涂层240的一部分。第一涂层230的熔点可以低于汇流条210的熔点和电极引线130的熔点。第一涂层230可以包含锡、铅、铜和/或银。第二涂层240的熔点可以低于汇流条210的熔点和电极引线130的熔点。第二涂层240可以包含锡、铅、铜和/或银。根据另一实施例，接合部件220、第一涂层230和/或第二涂层240可以包含锡、铅、铜、锌、锑、铟、铋、硅、银和/或金。例如，接合部件220可以为包含铅合金的助焊剂(flux)。
由于通过涂层230、240形成接合部件220，无论电极引线130相对于汇流条210突出的长度如何，汇流条210和电极引线130都可以结合。例如，当通过填充导电材料将汇流条210和电极引线130结合时，电极引线130相对于汇流条210突出的长度越长，汇流条210和电极引线130的结合力越小。
由于通过涂层230、240形成接合部件220，可以不需要汇流条210的额外结构。例如，当通过填充导电材料将汇流条210和电极引线130结合时，可能需要用于放置填充材料的汇流条210的形状(例如，与狭缝211相邻的凹槽)。包括涂层230、240的电池模块200可以不需要用于放置填充材料的汇流条210的凹槽。
图6a、图6b和图6c是根据本公开的各种实施例的电池模块的截面图。
参照图6a、图6b和/或图6c，电池模块200可以包括电极引线130、汇流条210、第一涂层230和/或第二涂层240。图4和/或图5的电池模块200、电极引线130、汇流条210、第一涂层230和/或第二涂层240的说明可以适用于图6a、图6b和/或图6c。
电池模块200可以包括第一涂层230和第二涂层240中的至少一个。例如，根据电池模块200的设计，第一涂层230或第二涂层240可以排除在外。通过利用激光(例如图5的激光L)的焊接，第一涂层230和第二涂层240中的至少一个可以熔化以形成接合部件(例如图5的接合部件220)。
参照图6a，接合部件220可以由第一涂层230和第二涂层240形成。例如，汇流条210的至少一部分可以被第一涂层230包围，电极引线130的至少一部分可以被第二涂层240包围。由于电池模块200包括第一涂层230和第二涂层240，因此可以增加电极引线130和汇流条210的结合力。
参照图6b，接合部件220可以由第一涂层230形成。例如，汇流条210可以被第一涂层230包围，电极引线130可以不被涂层包围。电池模块200包括第一涂层230并且不包括第二涂层240，从而可以减少电池模块200的重量。
参照图6c，接合部件220可以由第二涂层240形成。例如，电极引线130可以被第二涂层240包围，汇流条210可以不被涂层包围。电池模块200包括第二涂层240并且不包括第一涂层230，从而可以减少电池模块200的重量。
上述的内容仅是应用本公开原理的示例，并且在不超出本实用新型范围的范围内可以进一步包括其他配置。
尽管上面已经描述了本公开的实施例，但是本实用新型的权利范围不限于此。对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离权利要求书中记载的本实用新型的技术思想的范围内，可以进行各种修改和变形。例如，可以通过删除上述实施例中的部分组件来实施本实用新型，并且各个实施例也可以彼此组合实施。

Claims (12)

1.一种电池模块，其特征在于，包括：
电池单元，包括电极引线；
汇流条，包括狭缝，所述电极引线插入所述狭缝；
第一涂层，覆盖所述汇流条的至少一部分；以及
接合部件，位于所述电极引线和所述汇流条之间，并且电连接所述电极引线和所述汇流条。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述接合部件包括与所述电极引线和所述汇流条接触的中心部和从所述中心部延伸的边缘部，
所述中心部的第一厚度大于所述边缘部的第二厚度。
3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述汇流条包括形成所述狭缝的内表面，
所述电极引线的侧面与所述汇流条的所述内表面隔开。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述汇流条包括未被所述第一涂层覆盖并且视觉上暴露于所述汇流条的外部的表面。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，进一步包括：
第二涂层，覆盖所述电极引线的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述接合部件的熔点和所述第一涂层的熔点低于所述电极引线的熔点和所述汇流条的熔点。
7.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，
所述汇流条的所述狭缝的第二宽度为所述电极引线的第一宽度的三倍以内。
8.一种电池模块，其特征在于，包括：
电池单元，包括电极引线；
汇流条，包括狭缝，所述电极引线插入所述狭缝；以及
接合部件，位于所述电极引线和所述汇流条之间的所述狭缝内，并且电连接所述电极引线和所述汇流条。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，包括：
第一涂层，覆盖所述汇流条的至少一部分。
10.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，包括：
第二涂层，覆盖所述电极引线的至少一部分。
11.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，
所述接合部件包括与所述电极引线和所述汇流条接触的中心部和从所述中心部延伸的边缘部，
所述中心部的第一厚度大于所述边缘部的第二厚度。
12.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于，
所述汇流条包括形成所述狭缝的内表面，
所述电极引线的侧面与所述汇流条的所述内表面隔开。
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