(57)【要約】      （修正有）【課題】第一の電極と第二の電極が位置ずれしにくい蓄電素子の提供。【解決手段】第一の電極２１と、前記第一の電極２１に重なるセパレータ２５と、前記第一の電極２１と極性が異なる第二の電極２２と、を含む電極体２を備え、前記第一の電極２１は、前記セパレータ２５が前記第一の電極２１に重なる方向である第一方向と直交する第二方向に突出するタブを有し、前記セパレータ２５は、当該セパレータ２５と前記第二の電極２２との相対位置を固定すると共に、前記セパレータ２５における前記第一の電極２１に重なる面から前記第一方向における一方側に突出した第一突部を有し、前記第一突部は、前記第一方向及び前記第二方向のいずれにも直交する第三方向における前記第一の電極の一方側の端部よりも前記第三方向における一方側に配置されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極と、
前記第一の電極に重なるセパレータと、
前記第一の電極と極性が異なる第二の電極と、
を含む電極体
を備え、
前記第一の電極は、前記セパレータが前記第一の電極に重なる方向である第一方向と直交する第二方向に突出するタブを有し、
前記セパレータは、当該セパレータと前記第二の電極との相対位置を固定すると共に、前記セパレータにおける前記第一の電極に重なる面から前記第一方向における前記第一の電極側に突出した第一突部を有し、
前記第一突部は、前記第一方向及び前記第二方向のいずれにも直交する第三方向における前記第一の電極の一方側の端部よりも前記第三方向における一方側に配置されている、蓄電素子。
【請求項２】
前記第一の電極は、前記第三方向に延びる一対の延出部と、該延出部の前記第三方向における他方側の端部同士を接続する接続部とを含む折り返し部を有し、
前記第二の電極は、前記セパレータと共に前記折り返し部の内側に配置され、
前記セパレータは、前記延出部に重なり、
前記第一突部は、前記セパレータにおける前記延出部に重なる面から突出している、請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記電極体は、前記セパレータと前記セパレータに重ねられた前記第二の電極とが、前記セパレータを内側に配置した状態で折り返された折り返し部であって、前記第三方向に延びる一対の延出部と該延出部の前記第三方向における他方側の端部同士を接続する接続部とを含む折り返し部を有し、
前記第一の電極は、前記折り返し部の内側に配置され、
前記セパレータの前記延出部を構成する部位は、前記第一の電極に重なり、
前記第一突部は、前記延出部を構成する部位における前記第一の電極と重なる面から突出している、請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項４】
前記セパレータは、該セパレータにおける前記第一の電極に重なる面から前記第一方向における前記第一の電極側に突出した第二突部であって、前記第一突部と異なる第二突部を有し、
前記第二突部は、前記第一の電極の前記第二方向における一方側の端部よりも前記第二方向における一方側に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を有する電極体を備えた蓄電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１６に示すように、正極１２２が挿入されたセパレータ袋体と負極１２１とが交互に複数積層された電極群１０２を備えるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」と称する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
正極１２２は、正極端子１２２４を除く部位にアルミニウム箔の両面に正極活物質を塗工することで形成される。セパレータ袋体は、帯状の樹脂基材層を延伸することによって形成された矩形状のセパレータ１２５を二枚重ねて、この二枚のセパレータ１２５の三辺に沿って熱溶着を行うことで形成される。この熱溶着により、セパレータ袋体には、セパレータ１２５の長辺方向に沿う一対の延伸方向溶着部と、セパレータ１２５の端片方向に延びる幅方向溶着部とが形成される。負極１２１は、負極端子１２２３を除く部位に銅箔の両面に負極活物質を塗工することで形成される。正極１２２は、積層方向においてセパレータ１２５を介して負極１２１と対向している。
【０００４】
ところで、前記電池では、正極１２２が挿入されたセパレータ袋体の周辺には、このセパレータ袋体の負極１２１に対する相対移動を規制するような構成が何ら存在しないため、このセパレータ袋体の負極１２１に対する相対移動は規制されない。これにより、前記電池では、振動等によって、正極１２２が挿入されたセパレータ袋体と負極１２１との相対位置が想定された位置からずれることで、正極１２２と負極１２１との相対位置がずれる場合がある。正極１２２と負極１２１との相対位置が、例えば、負極端子１２２３や正極端子１２２４が突出する方向と直交する方向にずれると、負極端子１２２３や正極端子１２２４を外部端子に接続する際にかかる応力が大きくなり、負極端子１２２３や正極端子１２２４が損傷するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０９９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本実施形態は、第一の電極にセパレータが重ねられた蓄電素子であって、第一の電極と第二の電極が位置ずれしにくい蓄電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の蓄電素子は、
第一の電極と、
前記第一の電極に重なるセパレータと、
前記第一の電極と極性が異なる第二の電極と、
を含む電極体
を備え、
前記第一の電極は、前記セパレータが前記第一の電極に重なる方向である第一方向と直交する第二方向に突出するタブを有し、
前記セパレータは、当該セパレータと前記第二の電極との相対位置を固定すると共に、前記セパレータにおける前記第一の電極に重なる面から前記第一方向における前記第一の電極側に突出した第一突部を有し、
前記第一突部は、前記第一方向及び前記第二方向のいずれにも直交する第三方向における前記第一の電極の一方側の端部よりも前記第三方向における一方側に配置されている。
【０００８】
かかる構成によれば、セパレータと第二の電極との相対位置が固定されると共に、第一の電極の第三方向における一方側への移動がセパレータの第一突部により抑制されるため、第一の電極と第二の電極とが第三方向において位置ずれしにくい。
【０００９】
前記蓄電素子では、
前記第一の電極は、前記第三方向に延びる一対の延出部と、該延出部の前記第三方向における他方側の端部同士を接続する接続部とを含む折り返し部を有し、
前記第二の電極は、前記セパレータと共に前記折り返し部の内側に配置され、
前記セパレータは、前記延出部に重なり、
前記第一突部は、前記セパレータにおける前記延出部に重なる面から突出していてもよい。
【００１０】
かかる構成によれば、折り返し部の第三方向における一方側への移動が第一突部により抑制されるため、セパレータと折り返し部とが第三方向において位置ずれしにくく、その結果、第二の電極と折り返し部とが位置ずれしにくい。
【００１１】
前記蓄電素子では、
前記電極体は、前記セパレータと前記セパレータに重ねられた前記第二の電極とが、前記セパレータを内側に配置した状態で折り返された折り返し部であって、前記第三方向に延びる一対の延出部と該延出部の前記第三方向における他方側の端部同士を接続する接続部とを含む折り返し部を有し、
前記第一の電極は、前記折り返し部の内側に配置され、
前記セパレータの前記延出部を構成する部位は、前記第一の電極に重なり、
前記第一突部は、前記延出部を構成する部位における前記第一の電極と重なる面から突出していてもよい。
【００１２】
かかる構成によれば、第一の電極の第三方向における一方側への移動が第一突部により抑制されるため、セパレータと第一の電極とが第三方向において位置ずれしにくく、その結果、第一の電極と折り返し部とが位置ずれしにくい。
【００１３】
前記蓄電素子では、
前記セパレータは、該セパレータにおける前記第一の電極に重なる面から前記第一方向における前記第一の電極側に突出した第二突部であって、前記第一突部と異なる第二突部を有し、
前記第二突部は、前記第一の電極の前記第二方向における一方側の端部よりも前記第二方向における一方側に配置されていてもよい。
【００１４】
かかる構成によれば、第一の電極の第二方向における他方側への移動がセパレータの第二突部により抑制されるため、第一の電極と第二の電極とが第二方向において位置ずれしにくい。
【発明の効果】
【００１５】
本実施形態の蓄電素子によれば、電極にセパレータが重ねられた蓄電素子であって、電極同士が位置ずれしにくい蓄電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。
【図２】図２は、前記蓄電素子の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線位置の断面図である。
【図４】図４は、電極体の構成を説明するための断面模式図である。
【図５】図５は、電極体の構成を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、負極の構成を説明するための図である。
【図７】図７は、つづら折り状態の負極の構成を説明するための斜視図である。
【図８】図８は、負極の折り返し部を説明するための斜視図である。
【図９】図９は、折り返し部を説明するための断面模式図である。
【図１０】図１０は、電極体を説明するための断面図である。
【図１１】図１１は、セパレータを説明するための斜視図である。
【図１２】図１２は、第二部材を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３は、第二部材を説明するための斜視図である。
【図１４】図１４は、他実施形態に係る折り返し部を説明するための断面模式図である。
【図１５】図１５は、前記蓄電素子を備えた蓄電装置の斜視図である。
【図１６】図１６は、従来の蓄電素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態について、図１〜図１２を参照しつつ説明する。蓄電素子には、一次電池、二次電池、キャパシタ等がある。本実施形態では、蓄電素子の一例として、充放電可能な二次電池について説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。
【００１８】
本実施形態の蓄電素子は、非水電解質二次電池である。より詳しくは、蓄電素子は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。この種の蓄電素子は、電気エネルギーを供給する。蓄電素子は、単一又は複数で使用される。具体的に、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧が小さいときには、単一で使用される。一方、蓄電素子は、要求される出力及び要求される電圧の少なくとも一方が大きいときには、他の蓄電素子と組み合わされて蓄電装置に用いられる。前記蓄電装置では、該蓄電装置に用いられる蓄電素子が電気エネルギーを供給する。
【００１９】
蓄電素子は、図１〜図５に示すように、第一の電極２１と、第一の電極２１と極性が異なる第二の電極２２と、第一の電極２１に重なるセパレータ２５とを含む電極体２を備える。本実施形態の蓄電素子１は、電極体２を収容するケース３と、少なくとも一部が外部に露出した状態でケース３に取り付けられる外部端子４と、電極体２と外部端子４とを接続する集電体５と、電極体２とケース３との間に配置される絶縁部材（当接部材）６等も備える。
【００２０】
本実施形態の電極体２では、第一の電極２１は負極であり、第二の電極２２は正極である。また、本実施形態の電極体２では、負極２１は長尺状の部材（長尺状の第一部材）である。さらに、本実施形態の電極体２では、正極２２は枚葉状であり、セパレータ２５に収容されている。以下、正極２２と、この正極２２を収容したセパレータ２５とをまとめて第二部材２６と称する。本実施形態の第二部材２６の形状は、枚葉状である。尚、各図においては、構造を示すために、電極体２を構成する電極等の厚さを誇張して表す等、電極体２の構成を模式的に表している。
【００２１】
本実施形態の負極２１は、図７及び図８に示すように、一対の延出部２３３と、延出部２３３の延びる方向における端部同士を接続する接続部２３４とを含む折り返し部２３を有する。本実施形態の折り返し部２３では、延出部２３３は略平坦な平坦部であり、接続部２３４は湾曲したターン部である。具体的に、負極２１は、複数の折り返し部２３を有するつづら折り状態（蛇腹状）に折り畳まれている。換言すると、負極２１は、ターン部２３４を反対に向けた状態で隣り合う折り返し部２３同士がその一部を共通させた状態で連続するつづら折り状態である。尚、折り返し部２３の内側には、第二部材２６が配置されている。
【００２２】
本実施形態の負極２１では、複数の折り返し部２３が、一対の平坦部２３３の延びる方向を揃えた状態で、一対の平坦部２３３が並ぶ方向に並んで設けられる。具体的に、一対の平坦部２３３は、図７に示すように、谷折り面２３１及び山折り面２３２（即ち、谷折り面２３１と反対側の面）をそれぞれ有し且つ谷折り面２３１同士を対向させている。また、一つの折り返し部（第一折り返し部）２３Ａに着目したときに、第一折り返し部２３Ａと、その隣（図７における後ろ側）の折り返し部（第二折り返し部）２３Ｂとでは、第一折り返し部２３Ａのターン部２３４Ａと、第二折り返し部２３Ｂのターン部２３４Ｂとの間の平坦部２３３Ａ、２３３Ｂを共通させている。これにより、第一折り返し部２３Ａと第二折り返し部２３Ｂとは、平坦部２３３が延びる方向における反対側に配置されている。
【００２３】
以下では、延出部２３３が並ぶ方向を直交座標系におけるＸ軸方向（第一方向）とし、延出部２３３が延びる方向（図７における左右方向）を直交座標系におけるＹ軸方向（第三方向）とし、ターン部２３４のターン軸Ｓの延びる方向を直交座標系のＺ軸方向（第二方向）とする。
【００２４】
負極２１は、図４及び図６に示すように、金属箔２１１と、金属箔２１１の両面のそれぞれに重ねられる負極活物質層２１２と、を有する。即ち、負極２１は、一つの金属箔２１１と一対の負極活物質層２１２とを有する。本実施形態の金属箔２１１は、例えば、銅箔である。
【００２５】
負極活物質層２１２は、負極活物質と、バインダーと、を有する。
【００２６】
負極活物質は、例えば、グラファイト、難黒鉛化炭素、及び易黒鉛化炭素などの炭素材、又は、ケイ素（Ｓｉ）及び錫（Ｓｎ）などのリチウムイオンと合金化反応を生じる材料である。本実施形態の負極活物質は、グラファイトである。
【００２７】
負極活物質層２１２に用いられるバインダーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンとビニルアルコールとの共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）である。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
【００２８】
負極活物質層２１２は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の負極活物質層２１２は、導電助剤を有していない。
【００２９】
図７及び図８に戻って、負極２１では、帯状の負極２１が長尺方向において所定間隔で交互に折り返されることによって、平坦部２３３とターン部２３４とが交互に形成されている。即ち、長尺な負極２１が、図６に示す長手方向に所定間隔で交互に設定された山折り線２１Ａの位置と谷折り線２１Ｂの位置とで山折りと谷折りとが交互に繰り返されることによって、つづら折り状態となる。これにより、負極２１は、複数の平坦部２３３と複数のターン部２３４とを有し、複数の平坦部２３３のそれぞれは、平行若しくは略平行に並び、複数のターン部２３４のそれぞれは、隣り合う平坦部２３３の前記長尺方向の一端側の端部同士と他端側の端部同士とを交互に接続している。
【００３０】
複数の平坦部２３３のそれぞれは、矩形状の平坦部本体２３３１と、平坦部本体２３３１の矩形状の輪郭を構成する一辺から突出する（本実施形態の例では、Ｚ軸方向の端縁からＺ軸方向に延びる）負極タブ２３３２と、を有する（図７及び図８参照）。本実施形態の平坦部２３３は、折り返し部２３における第二部材２６と接触している部位である。この平坦部２３３の平坦部本体２３３１は、Ｙ軸方向に長い矩形状である。平坦部本体２３３１では、金属箔２１１の両面が負極タブ２３３２を残して負極活物質層２１２に覆われ、負極タブ２３３２では、金属箔２１１が露出している。即ち、負極タブ２３３２は、負極活物質層２１２を有しない。
【００３１】
つづら折り状態の負極２１において、各平坦部２３３の負極タブ２３３２は、Ｘ軸方向から見て重なっている。本実施形態の負極２１では、各負極タブ２３３２は、平坦部本体２３３１のＺ軸方向の一方（図５における上側）の端縁におけるＹ軸方向の一方（図５における右側）の端部からＺ軸方向に延びている。この複数の平坦部本体２３３１のそれぞれから延びている負極タブ２３３２は、束ねられ、集電体５を介して外部端子４と接続されている（図３参照）。本実施形態の負極タブ２３３２の束は、集電体５に溶接されている。
【００３２】
複数のターン部２３４のそれぞれは、つづら折り状態の負極２１において、Ｚ軸方向に延びるターン軸Ｓ（図７参照）周りで帯状の負極２１が旋回（方向転換）している部位である。換言すると、複数のターン部２３４のそれぞれは、湾曲している部位である。本実施形態のターン部２３４は、負極２１の湾曲の開始位置Ｂより外側の部位である（図９参照）。尚、本実施形態の一対の平坦部２３３は、折り返し部２３のうちターン部２３４を除く部位、換言すると、負極２１の湾曲の開始位置Ｂより内側の部位である。
【００３３】
正極２２は、図４に示すように、金属箔２２１と、金属箔２２１の両面のそれぞれに重ねられる正極活物質層２２２と、を有する。即ち、正極２２は、一つの金属箔２２１と一対の正極活物質層２２２とを有する。本実施形態の金属箔２２１は、例えば、アルミニウム箔である。この正極２２は、つづら折り状態の負極２１において、Ｘ軸方向に隣り合う平坦部２３３間のそれぞれに配置されている。このため、本実施形態の電極体２は、複数の正極２２を有している。
【００３４】
正極活物質層２２２は、正極活物質と、バインダーと、を有する。
【００３５】
本実施形態の正極活物質は、例えば、リチウム金属酸化物である。具体的に、正極活物質は、例えば、ＬｉａＭｅｂＯｃ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表す）によって表される複合酸化物（ＬｉａＣｏｙＯ２、ＬｉａＮｉｘＯ２、ＬｉａＭｎｚＯ４、ＬｉａＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ２等）、ＬｉａＭｅｂ（ＸＯｃ）ｄ（Ｍｅは、１又は２以上の遷移金属を表し、Ｘは例えばＰ、Ｓｉ、Ｂ、Ｖを表す）によって表されるポリアニオン化合物（ＬｉａＦｅｂＰＯ４、ＬｉａＭｎｂＰＯ４、ＬｉａＭｎｂＳｉＯ４、ＬｉａＣｏｂＰＯ４Ｆ等）である。本実施形態の正極活物質は、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２である。
【００３６】
正極活物質層２２２に用いられるバインダーは、負極活物質層２１２に用いられたバインダーと同様のものである。本実施形態のバインダーは、ポリフッ化ビニリデンである。
【００３７】
正極活物質層２２２は、ケッチェンブラック（登録商標）、アセチレンブラック、黒鉛等の導電助剤をさらに有してもよい。本実施形態の正極活物質層２２２は、導電助剤としてアセチレンブラックを有する。
【００３８】
具体的に、複数の正極２２のそれぞれは、図１２に示すように、矩形状の正極本体２２３と、正極本体２２３の矩形状の輪郭を構成する一辺から突出する（本実施形態の例では、Ｚ軸方向の端縁からＺ軸方向に延びる）正極タブ２２４と、を有する。本実施形態の正極本体２２３は、Ｙ軸方向に長い矩形状である。正極本体２２３では、金属箔２２１の両面が正極活物質層２２２に覆われている。尚、正極タブ２２４では、金属箔２２１が露出している。即ち、正極タブ２２４は、正極活物質層２２２を有しない。
【００３９】
正極本体２２３における正極活物質層２２２は、Ｘ軸方向に対向する（詳しくは、セパレータ２５を介して対向する）平坦部２３３の負極活物質層２１２よりＹ−Ｚ面（Ｙ軸とＺ軸とを含む平面）方向において小さい。即ち、正極本体２２３の正極活物質層２２２は、全域において平坦部２３３の負極活物質層２１２と対向し、平坦部２３３の負極活物質層２１２は、周縁部を除いた領域において正極本体２２３の正極活物質層２２２と対向する。
【００４０】
電極体２において、各正極２２の正極タブ２２４は、Ｘ軸方向から見て重なっている。本実施形態の正極２２では、各正極タブ２２４は、正極本体２２３のＺ軸方向の一方（図５における上側）の端縁におけるＹ軸方向の一方（平坦部本体２３３１に対する負極タブ２３３２の位置とは反対側：図５における左側）の端部からＺ軸方向に延びている。この複数の正極本体２２３のそれぞれから延びている正極タブ２２４は、束ねられ、集電体５を介して外部端子４と接続されている。本実施形態の正極タブ２２４の束は、負極タブ２３３２の束と同様に、集電体５に溶接されている（図３参照）。
【００４１】
セパレータ２５は、絶縁性を有する部材であり、負極２１と正極２２との間に配置される。これにより、電極体２において、負極２１と正極２２とが互いに絶縁される。また、セパレータ２５は、セパレータ２５と正極２２との相対位置を固定している。さらに、セパレータ２５は、ケース３内において、電解液を保持する。これにより、蓄電素子１の充放電時において、セパレータ２５を挟んで対向する負極２１と正極２２との間を、リチウムイオンが移動可能となる。
【００４２】
このセパレータ２５は、帯状であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。本実施形態のセパレータ２５は、図１１に示すように、ＳｉＯ２粒子、Ａｌ２Ｏ３粒子、ベーマイト（アルミナ水和物）等の無機粒子を含んだ無機層２５０を、多孔質膜によって形成された基材層２５１の上に設けることで形成されている。具体的に、基材層２５１のうちＺ軸方向における他端側の端部を除く領域上に、無機層２５０が設けられている。本実施形態のセパレータ２５の基材層２５１は、例えば、ポリエチレンによって形成される。
【００４３】
また、本実施形態のセパレータ２５は、図１３に示すように、正極２２を覆っている。この正極２２を覆った状態のセパレータ２５は、Ｘ軸方向から見て矩形状であり、Ｚ軸方向の寸法は、負極２１の平坦部２３３の寸法より大きく、Ｙ軸方向の寸法も、平坦部２３３の寸法より大きい。本実施形態の電極体２では、正極２２と、この正極２２を覆った状態のセパレータ２５とが、上述した第二部材２６を構成している。
【００４４】
具体的に、セパレータ２５は、図１２及び図１３に示すように、正極本体２２３全体をＸ軸方向に挟み込むように覆っている。このセパレータ２５は、矩形状のものを長尺方向の中央部で折り返し、且つ、内部に正極２２を収容した状態で折目部位を除いた各端部を接合（接着、溶着等）されたものである。
【００４５】
尚、第二部材２６は、図５及び図９に示すように、セパレータ２５の折目部位をターン部２３４の内側に位置させた状態で、Ｘ軸方向に隣り合う平坦部２３３間のそれぞれに配置される。これにより、セパレータ２５は、平坦部２３３に重なる。
【００４６】
本実施形態の第二部材２６は、第一折り返し部２３Ａの外側に配置される（第二折り返し部２３Ｂの内側に配置される）第一の第二部材２６Ａと、第二折り返し部２３Ｂの外側に配置される（第一折り返し部２３Ａの内側に配置される）第二の第二部材２６Ｂとを含む。第一の第二部材２６Ａでは、セパレータ２５のＹ軸方向における他方側の端部２５２が折目部位となっている（図５参照）。また、セパレータ２５のＹ軸方向における一方側の端部２５３同士、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部２５４同士、及び、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５同士が接合されている。第二の第二部材２６Ｂでは、セパレータ２５のＹ軸方向における一方側の端部２５２が折目部位となっている。また、セパレータ２５のＹ軸方向における他方側の端部２５３同士、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部２５４同士、及び、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５同士が接合されている。
【００４７】
セパレータ２５では、無機層２５０が内側を向いた状態で長尺方向の中央部が折り返され（図１１参照）、端部２５３、２５５同士が接合（接着、溶着等）された後に、Ｚ軸方向における一方側の端部２５４から正極２２を挿入し、この端部２５４同士が接合されたものである（図１２参照）。また、正極タブ２２４は、折り返されたセパレータ２５から突出し、前記接合は、正極タブ２２４を避けて行われている。
【００４８】
本実施形態の第一の第二部材２６Ａでは、セパレータ２５のＹ軸方向における一方側の端部２５３同士は、貫通溶着により接合される。貫通溶着では、例えば、針状の押圧治具を加熱し、片側の基材層２５１及び対向する無機層２５０を貫通することにより、基材層同士を直接溶着させる。これにより、セパレータ２５のＹ軸方向における一方側の端部２５３における延出部２３３に重なる面（Ｙ−Ｚ面）は、Ｘ軸方向における一方側に突出した第一突部２３３０を有する。この第一突部２３３０は、図９に示すように、負極２１のＹ軸方向における一方側の端部２１３よりも、Ｙ軸方向における一方側に位置している。尚、第一突部２３３０は、負極２１のＹ軸方向における一方側の端部２１３に接触していない。
【００４９】
また、本実施形態の第一の第二部材２６Ａでは、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部２５４同士も、貫通溶着により接合される。これにより、セパレータのＺ軸方向における一方側の端部２５４における延出部２３３に重なる面は、Ｘ軸方向における一方側に突出した第二突部２４４０を有する。この第二突部２４４０は、図１０に示すように、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４よりも、Ｚ軸方向における一方側に位置している。第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４に接触している。具体的に、第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４の負極活物質層２１２に接触している。換言すると、第二突部２４４０は、負極活物質層２１２のＺ軸方向における肩の部分に接触している。
【００５０】
さらに、本実施形態の第一の第二部材２６Ａでは、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５は、負極２１のＺ軸方向の他方側の端部と、正極２２における負極２１のＺ軸方向の他方側の端部に対してＸ軸方向において並ぶ部位と、に挟まれている。また、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５同士は、非貫通溶着により接合される。尚、セパレータ２５のＺ軸方向の他端側の端部２２５では、基材層２５１同士が対向している。この非貫通溶着では、例えば、板状の押圧治具を加熱してセパレータ２５に押し当てることにより、基材層２５１同士を直接溶着させる。これにより、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５における延出部２３３に重なる面は、平坦となる。また、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５における正極２２に重なる面も、平坦となる。
【００５１】
本実施形態の第二の第二部材２６Ｂでは、セパレータ２５のＹ軸方向における他方側の端部２５３同士が、貫通溶着により接合されるため、セパレータ２５のＹ軸方向における他方側の端部２５３における延出部２３３に重なる面（Ｙ−Ｚ面）は、Ｘ軸方向における一方側に突出した第一突部２３３０を有する。この第一突部２３３０は、負極２１のＹ軸方向における他方側の端部２１５よりも、Ｙ軸方向における他方側に位置している（図９参照）。第一突部２３３０は、負極２１のＹ軸方向における他方側の端部２１５に接触していない。
【００５２】
また、本実施形態の第二の第二部材２６Ｂにおいても、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部２５４同士が、貫通溶着により接合されるため、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部２５４における延出部２３３に重なる面は、Ｘ軸方向における一方側に突出した第二突部２４４０を有する。この第二突部２４４０は、図１０に示すように、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４よりも、Ｚ軸方向における一方側に位置している。第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４に接触している。第二の第二部材２６Ｂにおいても、第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４の負極活物質層２１２に接触している。
【００５３】
さらに、本実施形態の第二の第二部材２６Ｂにおいても、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５は、負極２１のＺ軸方向の他方側の端部と、正極２２における負極２１のＺ軸方向の他方側の端部に対してＸ軸方向において並ぶ部位と、に挟まれている。また、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５同士は、非貫通溶着により接合されるため、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５における延出部２３３に重なる面、及び、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５における正極２２に重なる面のいずれもが、平坦となる。
【００５４】
図１〜図３に戻り、ケース３は、開口を有するケース本体３１と、ケース本体３１の開口を塞ぐ（閉じる）蓋板３２と、を有する。このケース３では、ケース本体３１と蓋板３２とによって内部空間が画定される。ケース３は、この内部空間に、電極体２と共に電解液を収容する。
【００５５】
この電解液は、非水溶液系電解液である。詳しくは、電解液は、有機溶媒に電解質塩を溶解させることによって得られる。有機溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類である。電解質塩は、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、及びＬｉＰＦ６等である。本実施形態の電解液は、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートを、プロピレンカーボネート：ジメチルカーボネート：エチルメチルカーボネート＝３：２：５の割合で調整した混合溶媒に、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ６を溶解させたものである。
【００５６】
ケース３は、上記の電解液に耐性を有する金属によって形成される。本実施形態のケース３は、例えば、アルミニウム、又は、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成される。
【００５７】
ケース本体３１は、板状の閉塞部３１１と、閉塞部３１１の周縁に接続される筒状の胴部（周壁）３１２と、を備える。
【００５８】
閉塞部３１１は、ケース本体３１が開口を上に向けた姿勢で配置されたときにケース本体３１の下端に位置する（即ち、前記開口が上を向いたときのケース本体３１の底壁部となる）部位である。本実施形態の閉塞部３１１は、矩形状である。
【００５９】
胴部３１２は、角筒形状、より詳しくは、偏平な角筒形状を有する。胴部３１２は、閉塞部３１１の周縁における長辺から延びる一対の長壁部３１３と、閉塞部３１１の周縁における短辺から延びる一対の短壁部３１４とを有する。短壁部３１４が一対の長壁部３１３の対応（詳しくは、Ｘ軸方向に対向）する端部同士をそれぞれ接続することによって、角筒状の胴部３１２が形成される。
【００６０】
以上のように、ケース本体３１は、開口方向（Ｚ軸方向）における一方の端部が塞がれた角筒形状（即ち、有底角筒形状）を有する。このケース本体３１には、負極２１の各平坦部２３３が長壁部３１３と平行（略平行）となる（即ち、各ターン部２３４が短壁部３１４と対向する）ように、電極体２が収容される（図３参照）。
【００６１】
蓋板３２は、ケース本体３１の開口を塞ぐ部材である。この蓋板３２の輪郭形状は、ケース本体３１の開口周縁部３１０（図２参照）に対応した形状である。即ち、蓋板３２は、Ｙ軸方向に長い矩形状の板材である。
【００６２】
外部端子４は、他の蓄電素子の外部端子又は外部機器等と電気的に接続される部位である。このため、外部端子４は、導電性を有する部材によって形成される。また、外部端子４は、溶接性の高い金属材料によって形成される。例えば、正極の外部端子４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料によって形成され、負極の外部端子４は、銅又は銅合金等の銅系金属材料によって形成される。本実施形態の外部端子４は、少なくとも一部がケース３の外部に露出した状態で蓋板３２に取り付けられる。
【００６３】
絶縁部材６は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。具体的に、絶縁部材６は、所定の形状に裁断された絶縁性を有するシート状の部材を折り曲げることによって蓋板３２側が開口した袋状に形成されている（図２参照）。本実施形態の絶縁部材６は、ケース本体３１に沿った形の袋状である。この袋状の絶縁部材６には、折り返し部２３の延出部２３３及び正極２２が絶縁部材６における長壁部３１３と対応する部位（Ｘ軸方向に対向する壁状の部位）と略平行となり、各ターン部２３４が絶縁部材６における短壁部３１４と対応する部位（Ｙ軸方向に対向する壁状の部位）と対向するように、電極体２が収容される。
【００６４】
以上の蓄電素子１によれば、第一の第二部材２６Ａにおいてセパレータ２５と正極２２との相対位置が固定されると共に、第一折り返し部２３ＡのＹ軸方向における一方側への移動が第二の第二部材２６Ｂにおけるセパレータ２５の第一突部２３３０により抑制されるため、折り返し部２３（負極２１）と正極２２とがＹ軸方向において位置ずれしにくい。また、本実施形態の蓄電素子１によれば、第二折り返し部２３ＢのＹ軸方向における他方側への移動も、第一の第二部材２６Ａにおけるセパレータ２５の第一突部２３３０により抑制されるため、折り返し部２３（負極２１）と正極２２とがＹ軸方向において位置ずれしにくい。
【００６５】
また、本実施形態の蓄電素子１によれば、第一突部２３３０が折り返し部２３の一方側の端部２１３や他方側の端部２１５よりも外側に位置し、第二突部２４４０が折り返し部２３のＺ軸方向における一方側の端部２１４よりも外側に位置するため、第一突部２３３０や第二突部２４４０を介して負極２１と正極２２とが対向することは無い。そのため、第一突部２３３０や第二突部２４４０においてセパレータ２５の厚みが不均一になっていたとしても、セパレータ２５の絶縁性が不均一となることを抑制できる。
【００６６】
本実施形態の蓄電素子１では、セパレータ２５のＺ軸方向の一方側の端部２５４が第二突部２４４０を有しているため、負極２１と正極２２とがＺ軸方向においても位置ずれしにくい。
【００６７】
より詳細に説明すると、セパレータ２５の負極２１に対するＺ軸方向における相対移動を抑制するような構成が存在しない蓄電素子では、この蓄電素子がＺ軸方向において振動すると、セパレータ２５と負極２１とがＺ軸方向に位置ずれして、負極２１と正極２２とがＺ軸方向において位置ずれすることがあった。
【００６８】
これに対して、本実施形態の蓄電素子１では、セパレータ２５のＺ軸方向における一方側の端部に第二突部２４４０が設けられ、この第二突部２４４０は負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４よりも、Ｚ軸方向における一方側に位置する。これにより、負極２１のＸ軸方向における一方側への移動が、第二突部２４４０により抑制されるため、負極２１と正極２２とがＺ軸方向において位置ずれしにくい。
【００６９】
また、本実施形態の蓄電素子１では、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５の両面が平坦であり、且つ、この両側に負極２１及び正極２２が配置されているため、負極２１と正極２２との対向面積が小さくなることを抑制すると共に、セパレータ２５による絶縁性が不均一となることを抑制できる。
【００７０】
より詳細に説明すると、セパレータ２５の第一突部２３３０や第二突部２４４０により負極２１と正極２２とを位置決めする蓄電素子では、第一突部２３３０や第二突部２４４０においてセパレータ２５の厚みが不均一になっているおそれがある。この場合に、第一突部２３３０等を介して負極２１と正極２２とが対向していると、第一突部２３３０等の周辺においてセパレータ２５による絶縁性が不均一になるという問題があった。一方、この蓄電素子では、第一突部２３３０等を介して負極２１と正極２２とが対向していないと、第一突部２３３０等の周辺の面積だけ、負極２１と正極２２との対向面積が小さくなるとの問題があった。
【００７１】
これに対して、本実施形態の蓄電素子１では、セパレータ２５のＺ軸方向における他方側の端部２５５の両面が平坦であり、この平坦な面を介して負極２１と正極２２とが対向しているため、負極２１のＺ軸方向における他方側の端部周辺において、負極２１と正極２２との対向面積が小さくなることを抑制すると共に、セパレータ２５による絶縁性が不均一となることを抑制できる。また、負極２１のＺ軸方向における他方側の端部周辺において、負極２１と正極２２との間には、突部が介在しないため、負極２１と正極２２との距離が不均一になることに起因して負極２１と正極２２とが短絡することを、抑制できる。
【００７２】
さらに、本実施形態のセパレータ２５では、基材層２５１のうちＺ軸方向における他端側の端部を除く領域上に、無機層２５０が設けられ、セパレータ２５のＺ軸方向の他端側の端部２２５では、基材層２５１同士が接合されている。従って、セパレータ２５のＺ軸方向の他端側の端部２２５を非貫通溶着により接合しても、この端部２２５の接合は剥がれにくい。
【００７３】
尚、本発明の蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
【００７４】
上記実施形態のセパレータ２５は、折り返し部２３のＹ軸方向における移動を規制する第一突部２３３０と、折り返し部２３のＺ軸方向における移動を規制する第二突部２４４０とが形成されていたが、第一突部２３３０のみが形成されていてもよい。この場合においても、より移動の規制が困難な折り返し部２３のＹ軸方向における移動を規制することができる。また、この場合においても、負極２１と正極２２との位置ずれを抑制することができる。
【００７５】
さらに、上記実施形態のセパレータ２５では、セパレータ２５の端部２５３や端部２５４を貫通溶着により接合することで、第一突部２３３０や第二突部２４４０が形成されていたが、セパレータ２５の端部２５３や端部２５４を非貫通溶着により接合した後に、例えば、凹凸加工を行うことで、第一突部２３３０等を形成してもよい。尚、セパレータ２５の端部２５３や端部２５４を非貫通溶着により接合すると同時に、凹凸加工を行うことで、第一突部２３３０等を形成してもよい。さらに、セパレータ２５の端部２５３や端部２５４を非貫通溶着により接合した後に、突部を取り付けることで、第一突部２３３０等を形成してもよい。
【００７６】
上記実施形態のセパレータ２５は、一枚の長尺状のセパレータ２５を折り曲げて、折目部位以外の三辺を接合したものの代わりに、二枚の矩形状のセパレータの各辺を接合したものであってもよい。
【００７７】
また、上記実施形態のセパレータ２５は、端部２５２の負極２１に重なる面から第一突部２３３０が突出し、端部２５４の負極２１に重なる面から第二突部２４４０が突出していたが、セパレータ２５の端部以外の領域における負極２１に重なる面から第一突部２３３０や第二突部２４４０が突出していてもよい。この場合においても、折り返し部２３のＹ軸方向における移動が第一突部２３３０に抑制されたり、折り返し部２３のＺ軸方向における移動が第二突部２４４０に抑制されたりすることで、正極２２と折り返し部２３とが位置ずれしにくい。
【００７８】
さらに、上記実施形態のセパレータ２５では、第一突部２３３０は、負極２１のＹ軸方向における一方側の端部２１３や、負極２１のＹ軸方向における他方側の端部２１５と接触していなかったが、端部２１３や端部２１５と接触していてもよい。この場合には、第一突部２３３０が、端部２１３や端部２１５に引っ掛かることにより、折り返し部２３のＹ軸方向における移動を規制することができる。
【００７９】
尚、第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４に接触していたが、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４よりもＺ軸方向における一方側に位置していれば、接触していなくてもよい。この場合であっても、第二突部２４４０が、折り返し部２３のＺ軸方向における移動を抑制することができる。また、第二突部２４４０は、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４のうち、少なくとも負極活物質層２１２（負極活物質層２１２のＺ軸方向における肩の部分）に接触していればよく、負極２１のＺ軸方向における一方側の端部２１４の全体に接触してもよい。
【００８０】
上記実施形態の蓄電素子１では、負極２１がつづら折り状態で、正極２２及びセパレータ２５で構成される第二部材２６が枚葉状（短冊状）であるが、この構成に限定されない。負極２１は、つづら折り状態でなくてもよく、少なくとも一つの折り返し部２３を有していればよい。負極２１は、例えば、互いに離間した複数の折り返し部２３を有していてもよい。この場合、各折り返し部の内側に第二部材２６が配置されていてもよい。また、正極２２及びセパレータ２５を有する第一部材２０がつづら折り状態で、負極２１が枚葉状であってもよい。
【００８１】
さらに、例えば、図１４に示すように、負極（第一の電極）２１とセパレータ２５とで構成される第一部材２０がつづら折り状態で、正極（第二の電極）２２のみで構成される第二部材２６が枚葉状であってもよい。この場合であっても、セパレータ２５の第一突部２３３０により、負極２１と正極２２との位置ずれを抑制できる。
【００８２】
より詳細に説明すると、折り返し部２３は、長尺状のセパレータ２５と、このセパレータ２５と長尺方向を揃えた状態で重ねられた長尺状の負極２１とが折り返されたものである。折り返し部２３では、セパレータ２５が内側に配置されている。この折り返し部２３も、Ｙ軸方向に延びる一対の平坦部（延出部）２３３と、延出部２３３の端部同士を接続するターン部（接続部）２３４とを含む。折り返し部２３の内側には、正極２２が配置されている。また、セパレータ２５の延出部２３３を構成する部位は、正極２２に重なっている。
【００８３】
尚、本実施形態の電極体２は、複数の折り返し部２３を有する。セパレータ２５は、負極２１の両面に配置されていると共に、各折り返し部２３に連続して配置されている。
【００８４】
このように、負極２１とセパレータ２５とが折り返された折り返し部２３を有すると共に、正極２２が折り返し部２３の内側に配置された蓄電素子１では、正極２２の折り返し部２３に対する相対移動を規制するような構成が何ら存在しない場合、正極２２の折り返し部２３に対する相対移動は規制されない。そのため、このような場合、正極２２と折り返し部２３との相対位置が想定された位置からずれることがある。
【００８５】
これに対して、本実施形態の蓄電素子１では、セパレータ２５のターン部２３４を構成する部位が、いずれも、セパレータ２５の延出部２３３を構成する部位の正極２２と重なる面からＸ軸方向に突出する第一突部２３３０を有している。また、第一突部２３３０は、正極２２のＹ軸方向における一方側の端部２２Ａよりも、Ｙ軸方向における一方側に配置されている。さらに、第一突部２３３０は、正極２２のＹ軸方向における他方側の端部２２Ｂよりも、Ｙ軸方向における他方側に配置されている。以上により、正極２２のＹ軸方向における一方側や他方側への移動が第一突部２３３０により抑制されるため、正極２２と折り返し部２３とが位置ずれしにくい。
【００８６】
尚、この構成では、セパレータ２５は、各折り返し部２３に連続して配置されていたが、間欠的に配置されていてもよい。また、セパレータ２５は、負極２１の両面のうち少なくとも一方に重ねられていればよい。
【００８７】
上記実施形態の蓄電素子１では、ターン部２３４がＹ軸方向における反対側に並ぶよう、折り返し部２３が配置されているが、ターン部２３４がＹ軸方向における同じ側に並ぶよう、折り返し部２３が配置されていてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態の蓄電素子１では、電極体２が折り返し部２３を有していたが、電極体２が折り返し部２３を有していなくてもよい。例えば、電極体２は、枚葉状の負極２１と枚葉状の正極２２とが積層されると共に、負極２１と正極２２との間にセパレータ２５が配置される構成（いわゆるスタック型）でもよい。
【００８９】
さらに、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ（容量）は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。
【００９０】
蓄電素子（例えば電池）１は、図１５に示すような蓄電装置（蓄電素子が電池の場合は電池モジュール）１１に用いられてもよい。蓄電装置１１は、少なくとも二つの蓄電素子１と、二つの（異なる）蓄電素子１同士を電気的に接続するバスバ部材１２と、を有する。この場合、本発明の技術が少なくとも一つの蓄電素子１に適用されていればよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…蓄電素子、２…電極体、２０…第一部材、２１…負極、第一の電極、２１Ａ、２２Ｃ…山折り線、２１Ｂ、２２Ｄ…谷折り線、２１１…金属箔、２１２…負極活物質層、２１３、２１４、２１５…端部、２２…正極、第二の電極、２２４…正極タブ、２３…折り返し部、２３Ａ…第一折り返し部、２３Ｂ…第二折り返し部、２３１…谷折り面、２３２…山折り面、２３３、２３３Ａ、２３３Ｂ…延出部、平坦部、２３４…接続部、ターン部、２３３１…負極本体部、２３３２…負極タブ、Ｓ…ターン軸、２５…セパレータ、２５Ａ…第一セパレータ、２５Ｂ…第二セパレータ、２５０…無機層、２５１…基材層、２５２、２５３、２５４、２５５…端部、２６…第二部材、２６Ａ…第一の第二部材、２６Ｂ…第二の第二部材、３…ケース、３１…ケース本体、３１０…開口周縁部、３１１…閉塞部、３１２…胴部、３１３…長壁部、３１４…短壁部、３２…蓋板、４…外部端子、５…集電体、６…絶縁部材、１１…蓄電装置、１２…バスバ部材、１０２…電極群、１２１…負極、１２２…正極、１２２３…負極端子、１２２４…正極端子、１２５…セパレータ、１２４…負極体、Ｂ…湾曲の開始位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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