CN116937040A - 电池模组及用电设备 - Google Patents

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Abstract

一种电池模组，包括第一电池组和第一结构体。第一电池组包括多个沿第一方向堆叠的电池。第一结构体包括第一边、第二边、第三边和第四边。第一边和第二边沿与第一方向垂直的第二方向延伸，在第一方向上第一电池组位于第一边和第二边之间。第三边和第四边沿第一方向延伸，在第二方向上第一电池组位于第三边和第四边之间。第三边与第一边和第二边连接，第四边也与第一边和第二边连接。第一边、第二边、第三边和第四边里的至少一个边与第一电池组相接，第一结构体与第一电池组的位置相对固定。本申请还提供设有上述电池模组的用电设备，可限制电池的膨胀体积，提高电池模组的使用寿命。

Description

电池模组及用电设备
技术领域
本申请涉及储能技术领域，特别涉及一种电池模组及用电设备。
背景技术
电池模组一般包括多个排列设置的电池。每个电池在循环过程中，由于化学反应的作用电池自身会产生膨胀，如果无法有效对电池施加压力限制其膨胀体积，会影响电池模组的使用寿命。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种电池模组，可限制电池的膨胀体积，提高电池模组的使用寿命。
本申请的一实施例提供一种电池模组，包括第一电池组和第一结构体。第一电池组包括多个沿第一方向堆叠的电池。第一结构体包括第一边、第二边、第三边和第四边。第一边和第二边沿与第一方向垂直的第二方向延伸，在第一方向上第一电池组位于第一边和第二边之间。第三边和第四边沿第一方向延伸，在第二方向上第一电池组位于第三边和第四边之间。第三边与第一边和第二边连接，第四边也与第一边和第二边连接。第一边、第二边、第三边和第四边里的至少一个边与第一电池组相接，第一结构体与第一电池组的位置相对固定。
第一边和第二边用于对第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀体积。第三边和第四边用于对第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀体积。通过第一边、第二边、第三边和第四边配合限制第一电池组中多个电池在第一方向和第二方向上的膨胀体积，以降低电池过度膨胀或电池之间产生错位的风险，进而提高电池模组的使用寿命。
本申请的一些实施例中，第一电池组还包括与第一边相对的第一面、与第二边相对的第二面、与第三边相对的第三面、以及与第四边相对的第四面。第一边和第二边用于对第一面和第二面的膨胀提供拘束力，第三边和第四边用于对第三面和第四面的膨胀提供拘束力。
本申请的一些实施例中，第一结构体的拉伸强度大于第一电池组的拉伸强度，当第一电池组膨胀时，第一结构体可限制第一电池组的膨胀。
本申请的一些实施例中，第一边的拉伸强度大于第一面的拉伸强度；第二边的拉伸强度大于第二面的拉伸强度；第三边的拉伸强度大于第三面的拉伸强度；第四边的拉伸强度大于第四面的拉伸强度。
本申请的一些实施例中，第一结构体由金属材料制成。
本申请的一些实施例中，第一方向上的第一电池组的第三面的长度，大于第二方向上的第一电池组的第一面的长度，以使第一电池组呈长方体形状。
本申请的一些实施例中，第三边具有第一开口。第三边用于在第一电池组膨胀时提供足够的拘束力，第一开口用于降低第一结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。本申请的一些实施例中，第三边还具有与第一开口相离的第二开口。第二开口和第一开口配合降低第一结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。
本申请的一些实施例中，与第一方向及第二方向垂直的第三方向上，第一结构体的第一长度W1、以及第三方向上的第一电池组的第二长度W0之间的关系满足：W1＜W0，以使第一结构体能在第一电池组膨胀时提供足够的拘束力的同时降低第一结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。
本申请的一些实施例中，第一电池组还包括设于第三面上的第一凸部和第二凸部，第一结构体在第三方向上位于第一凸部及第二凸部之间。第一凸部及第二凸部用于将第一结构体固定于第一壳体上，以使第一结构体与第一电池组的位置相对固定。
本申请的一些实施例中，沿第三方向观察，第一凸部和第二凸部相离。
本申请的一些实施例中，沿第三方向观察，第一凸部和第二凸部至少部分重叠。
本申请的一些实施例中，电池模组还包括第二电池组和第二结构体。第二电池组与第一电池组沿第二方向排列。第二电池组包括沿第一方向堆叠的多个电池。第二结构体包括第五边，第六边，第七边和第八边。第五边和第六边沿第二方向延伸且与第二电池组相接，在第一方向上第二电池组位于第五边和第六边之间。第七边和第八边沿第一方向延伸且与第二电池组相接，在第二方向上第二电池组位于第七边和第八边之间。第七边与第五边和第六边连接，第八边也与第五边和第六边连接。
第五边和第六边用于对第二电池组中多个电池在第一方向上的膨胀提供拘束力，以限制第二电池组中多个电池在第一方向上的膨胀体积。第七边和第八边用于对第二电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力，以限制第二电池组中多个电池在第二方向上的膨胀体积。通过第五边、第六边、第七边和第八边配合限制第二电池组中多个电池在第一方向和第二方向上的膨胀体积，以降低电池过度膨胀或电池之间产生错位的风险，进而提高电池模组的使用寿命。
本申请的一些实施例中，在第二方向上，第二电池组位于第七边与第一电池组之间，即第七边沿第二方向的投影与第四面至少部分重叠，进而使第七边既可对第二电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力，又可对第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力。第七边具有第三开口。第七边用于在第二电池组膨胀时提供足够的拘束力，第三开口用于降低第二结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。
本申请的一些实施例中，第七边还具有与第三开口相离的第四开口。第四开口和第三开口配合降低第二结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。
本申请的一些实施例中，第八边与第四边为同一条边，以提高第一结构体和第二结构体连接的稳定性，并可降低第一结构体和第二结构体的生产成本。
本申请的一些实施例中，第一边与第五边相接；第二边与第六边相接，以提高第一结构体和第二结构体连接的稳定性，进而提高电池模组结构的稳定性。
本申请的一些实施例中，第一边与第五边通过焊接的方式连接；第二边与第六边通过焊接的方式连接。
本申请的一些实施例中，当第一电池组膨胀时，第一边、第二边、第三边和第四边里的至少一个边与第一电池组相接形成相接处，相接处的周侧存在第一间隙。
本申请的一些实施例中，沿第三方向，第一结构体的第一长度W1和第一电池组的第二长度W0之间的关系满足：2/3W0≥W1≥1/4W0，以使第一结构体能在第一电池组膨胀时提供足够的拘束力的同时降低第一结构体的重量，进而提高电池模组整体的能量密度。
本申请的一些实施例中，第三边具有第一开口，沿第三方向，第一结构体的第三长度W3和第一开口的第四长度W2之间的关系满足：W3＝W1-W2，W3≥W2。
本申请的一些实施例中，第三长度W3和第一长度W1之间的关系满足：W1＞W3≥1/2W1。
本申请的一些实施例中，第三边具有第一开口，沿第三方向，第一结构体的第三长度W3和第一开口的第四长度W2之间的关系满足：W3＝W1-W2，W3＜W2。
本申请的一些实施例中，第三边具有第一开口，在第三方向上第一开口和第一结构体的第一边缘之间的第一距离W4、以及在第一方向上第一开口和第一结构体的第二边缘之间的第二距离W5之间的关系满足：W4＞W5。
本申请的一些实施例中，第三边具有第一开口，在第三方向上第一开口和第一结构体的第一边缘之间的第一距离W4、以及在第一方向上第一开口和第一结构体的第二边缘之间的第二距离W5之间的关系满足：W4＜W5。
本申请的一些实施例中，电池组还包括沿第三方向相对设置的第五面和第六面，第五面和第三面的相接处具有第一外边缘，第六面和第三面相接处具有第二外边缘，第三边在第三方向上具有朝向第五面的第一内边缘，以及朝向第六面的第二内边缘，沿第三方向，第一外边缘和第一内边缘之间的第三距离W6、以及第二外边缘和第二内边缘之间的第四距离W7之间的关系满足：W6≠W7。
本申请的一些实施例中，第三距离W6和第四距离W7之间的关系满足：W6＞W7。
本申请的一些实施例中，第三距离W6和第四距离W7之间的关系满足：W6＜W7。
本申请的一些实施例中，第一电池组还包括包覆多个电池的第一壳体，第一结构体与第一壳体相接。第一壳体用于容纳多个电池，并使电池的至少部分与第一壳体外的环境绝缘隔离。
本申请的实施例还提供了一种用电设备，包括用电主体和上述任一实施例中的电池模组，电池模组电连接于用电主体。
本申请的电池模组和设有电池模组的用电设备中，第一边和第二边用于对第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀体积。第三边和第四边用于对第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀体积。通过第一边、第二边、第三边和第四边配合限制第一电池组中多个电池在第一方向和第二方向上的膨胀体积，以降低电池过度膨胀或电池之间产生错位的风险，进而提高电池模组的使用寿命。
附图说明
图1是本申请的一个实施例的电池模组中包装体的封闭结构示意图。
图2是本申请的一个实施例的电池模组中包装体的打开结构示意图。
图3是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组和第一结构体的拆分结构示意图。
图4是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第一结构示意图。
图5是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第二结构示意图。
图6是本申请的一个实施例的电池模组中电池的结构示意图。
图7是本申请的一个实施例的电池模组中的第一电池组和第一结构体的连接结构示意图。
图8是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第一面的示意图。
图9是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第三面的第一示意图。
图10是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第二面的示意图。
图11是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第四面的示意图。
图12是本申请的一个实施例的电池模组中第一电池组的第三面的第二示意图。
图13是本申请的一个实施例的电池模组中第一间隙的第一示意图。
图14是本申请的一个实施例的电池模组中第一间隙的第二示意图。
图15是本申请的一个实施例的电池模组中第一间隙的第三示意图。
图16是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的结构示意图。
图17是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第一结构示意图。
图18是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第二结构示意图。
图19是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第三结构示意图。
图20是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第四结构示意图。
图21是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第五结构示意图。
图22是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第六结构示意图。
图23是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第七结构示意图。
图24是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第八结构示意图。
图25是本申请的一个实施例的电池模组中第一结构体的第三边的第九结构示意图。
图26是本申请的一个实施例的电池模组中包装体的封闭结构示意图。
图27是本申请的一个实施例的电池模组中包装体的打开结构示意图。
图28是本申请的一个实施例的电池模组中第二电池组和第二结构体的拆分结构示意图。
图29是本申请的一个实施例的电池模组中第二电池组和第二结构体的拆分结构示意图。
图30是本申请的一个实施例的用电设备的结构示意图。
主要元件符号说明
电池模组 100
用电设备 200
第一电池组 10
第一面 10a
第二面 10b
第三面 10c
第四面 10d
第五面 10e
第六面 10f
相接处 10g
第一间隙 10h
第二间隙 10i
第一外边缘 101
第二外边缘 102
电池 11
电池壳体 111
电连接端子 112
负极端子 112a
正极端子 112b
第一凸部 12
第二凸部 13
第三凸部 14
第四凸部 15
第一壳体 16
第一绝缘件 161
第二绝缘件 162
连通孔 163
第一结构体 20
第一边 21
第二边 22
第三边 23
第一内边缘 23a
第二内边缘 23b
第一开口 231
第二开口 232
第四边 24
第五开口 241
包装体 30
第一包装件 31
第二包装件 32
连接件 33
第一连接线 331
第二连接线 332
第二电池组 40
第二结构体 50
第五边 51
第六边 52
第七边 53
第三开口 531
第四开口 532
第八边 54
第七开口 541
第八开口 542
设备主体 90
第一方向 X
第二方向 Y
第三方向 Z
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶”、“底”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不用于限制本申请。
可以理解，当两元件平行/垂直设置时沿同一方向设置，两元件之间可存在一定的夹角，两元件之间允许存在0-±10％的公差，两元件大于、等于或小于允许存在0-±10％的公差。
本申请的一实施例提供了一种电池模组，包括第一电池组和第一结构体。第一电池组包括多个沿第一方向堆叠的电池。第一结构体包括第一边、第二边、第三边和第四边。第一边和第二边沿与第一方向垂直的第二方向延伸，在第一方向上第一电池组位于第一边和第二边之间。第三边和第四边沿第一方向延伸，在第二方向上第一电池组位于第三边和第四边之间。第三边与第一边和第二边连接，第四边也与第一边和第二边连接。第一边、第二边、第三边和第四边里的至少一个边与第一电池组相接，第一结构体与第一电池组的位置相对固定。
上述电池模组中，第一边和第二边用于对第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第一方向上的膨胀体积。第三边和第四边用于对第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组中多个电池在第二方向上的膨胀体积。通过第一边、第二边、第三边和第四边配合限制第一电池组中多个电池在第一方向和第二方向上的膨胀体积，以降低电池过度膨胀或电池之间产生错位的风险，进而提高电池模组的使用寿命。
结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。
请一并参阅图1和图2，本申请的一个实施例提供了一种电池模组100，电池模组100包括第一电池组10。第一电池组10包括多个堆叠的电池11，多个电池11沿第一方向X堆叠。
请一并参阅图3，第一电池组10包括第一面10a、第二面10b、第三面10c和第四面10d。第一面10a和第二面10b沿与第一方向X垂直的第二方向Y延伸，且在第一方向X上相对设置。第三面10c和第四面10d沿第一方向X延伸，且在第二方向Y上相对设置。第三面10c与第一面10a和第二面10b连接，第四面10d也与第一面10a和第二面10b连接。与第一方向X及所述第二方向Y垂直的第三方向Z上，第一电池组10还包括沿第三方向Z相对设置的第五面10e和第六面10f。第一面10a、第二面10b、第三面10c和第四面10d分别连接于第五面10e和第六面10f之间。
在一些实施例中，沿第一方向X，第三面10c的长度与第四面10d的长度相等；沿第二方向Y，第一面10a的长度与第二面10b的长度相等；沿第三方向Z，第一面10a、第二面10b、第三面10c和第四面10d的长度均相等。可选地，第三面10c在第一方向X上的长度大于第一面10a在第二方向Y上的长度，以使第一电池组10呈长方体形状。
请参阅图4，在一些实施例中，在第一方向X上位于最外侧的两个电池相对的两个外表面即为第一面10a和第二面10b，多个堆叠的电池11沿第二方向Y的两个外表面即为第三面10c和第四面10d，多个堆叠的电池11沿第三方向Z的两个外表面即为第五面10e和第六面10f。
请参阅图5，在一些实施例中，第一电池组10还可包括包覆多个电池11的第一壳体16。第一壳体16在第一方向X上相对的设置的两个外表面即为第一面10a和第二面10b，第一壳体16在第二方向Y上相对的设置的两个外表面即为第三面10c和第四面10d。第一壳体16在第三方向Z上相对的设置的两个外表面即为第五面10e和第六面10f。第一壳体16用于容纳多个电池11，并使电池11的至少部分与第一壳体16外的环境绝缘隔离。
多个堆叠的电池11中，在第一方向X上位于最外侧的两个电池11相对的两个外表面可分别抵接第一壳体16在第一方向X上相对的设置的两个内表面。多个堆叠的电池11沿第二方向Y的两个外表面分别抵接第一壳体16在第二方向Y上相对的设置的两个内表面。多个堆叠的电池11沿第三方向Z的两个外表面分别抵接第一壳体16在第三方向Z上相对的设置的两个内表面。第一壳体16的多个内表面用于对多个电池11限位固定。可以理解的是，在出厂状态时，电池11的外表面可与第一壳体的多个内表面相离，在电池11达到设定的使用时长后，电池11可能会产生膨胀，第一壳体16的多个内表面会抵接电池11的外表面，进而对多个电池11限位固定。
在电池11使用的过程中，每个电池11在第一方向X和第二方向Y上会有产生膨胀的风险，进而会对第一电池组10的第一面10a、第二面10b、第三面10c和第四面10d施加压力，导致第一电池组10的第一面10a、第二面10b、第三面10c和第四面10d产生膨胀。
在一些实施例中，第一壳体16包括第一绝缘件161和第二绝缘件162，第一绝缘件161和第二绝缘件162沿第二方向Y相对设置并相接，以便于包覆多个电池11，或将电池11从第一壳体16中取出。第一绝缘件161和第二绝缘件162具有绝缘性能，以便于容纳于第一壳体16的电池11的至少部分与第一壳体16外的环境绝缘隔离。
可以理解的是，在其他实施例中，第一绝缘件161和第二绝缘件162沿第一方向X相对设置并相接。
请参阅图6，在一些实施例中，电池11包括电极组件(图未示)、电池壳体111和电连接端子112。电极组件设于电池壳体111中，电连接端子112一端连接于电极组件，另一端沿第三方向Z从电池壳体111中伸出。
在一些实施例中，电池11为软包电池，电池壳体111由铝塑膜等聚合物材料制成。
在一些实施例中，电池11为硬包电池，电池壳体111由钢等金属材料制成。
在一些实施例中，电连接端子112包括负极端子112a和正极端子112b，负极端子112a和正极端子112b沿第二方向Y间隔设于电池壳体111在第三方向Z上的一个表面上。负极端子112a朝向第三面10c，正极端子112b朝向第四面10d。
请再次参阅图3和图5，第一壳体16在第三方向Z上设有连通孔163，每一个电池11的电池壳体111容纳于第一壳体16中，每一个电池11的电连接端子112从连通孔163中露出，便于与外部电路板连接，外部电路板可以但不限于为BMS(Battery ManagementSystem)，具体地，BMS上设有多个电子元器件，多个电子元器件能够实现对电池11的数据采集、控制、保护、通讯、电量计算、信号传输、电能传输等模块功能。电子元器件可包括第一电连接端子、第二电连接端子、采样连接器、充放电接口。第一电连接端子用于电连接负极端子112a，第二电连接端子用于电连接正极端子112b。采样连接器用于检测电池11的信息。充放电接口用于连接用电主体并为用电主体提供电力。
请一并参阅图3和图7，电池模组100还包括第一结构体20。第一结构体20包括第一边21、第二边22、第三边23和第四边24。第一边21和第二边22沿第二方向Y延伸，在第一方向X上第一电池组10位于第一边21和第二边22之间。第三边23和第四边24沿第一方向X延伸，在第二方向Y上第一电池组10位于第三边23和第四边24之间。第三边23与第一边21和第二边22连接，第四边24也与第一边21和第二边22连接。
在一些实施例中，第一边21、第二边22、第三边23和第四边24里的至少一个边与第一电池组10相接。可以理解的是，在出厂状态时，第一边21、第二边22、第三边23和第四边24可与第一电池组10相离，在电池11达到设定的使用时长后，电池11会产生膨胀并带动第一电池组10膨胀，有利于第一边21、第二边22、第三边23和第四边24里的至少一个边与第一电池组10相接。
第一边21和第二边22用于对第一电池组10中多个电池11在第一方向X上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组10中多个电池11在第一方向X上的膨胀。第三边23和第四边24用于对第一电池组10中多个电池11在第二方向Y上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组10中多个电池11在第二方向Y上的膨胀。通过第一边21、第二边22、第三边23和第四边24配合限制第一电池组10中多个电池11在第一方向X和第二方向Y上的膨胀，以降低电池11过度膨胀或电池11之间产生错位的风险，进而提高电池模组100的使用寿命。
在一些实施例中，第一结构体20与第一电池组10的位置相对固定。
在一些实施例中，第一结构体20可由通过设于第一电池组10上的第一凸部12、第二凸部13、第三凸部14和第四凸部15支撑固定，以使第一结构体20与第一电池组10的位置相对固定。
在一些实施例中，第一结构体20可由通过粘接层粘接于第一电池组10上，以使第一结构体20与第一电池组10的位置相对固定。可选地，粘接层可由环氧树脂类、聚氨酯类、有机硅类、聚酰亚胺类等热固性胶粘剂中的一种或多种制成，或聚丙烯酸酯类、聚甲基丙烯酸酯类、甲醇类等热塑性胶粘剂中的一种或多种制成，或如酚醛-环氧型等改性的多组分胶粘剂中的一种或多种制成。在一些实施例中，第一结构体20的拉伸强度大于第一电池组10的拉伸强度，当第一电池组10膨胀时，第一结构体20可限制第一电池组10的膨胀。
在一些实施例中，第一结构体20由金属材料制成，优选地，金属材料为钢或镀锌处理的钢。可以理解的是，在一些实施例中，第一结构体20由非金属材料制成，优选地，非金属材料为塑钢或玻璃钢。
当第一电池组10包括包覆多个电池11的第一壳体16时，第一结构体20与第一壳体16中的第一绝缘件161和第二绝缘件162相接。第一绝缘件161和第二绝缘件162均由PC或ABS制成，或第一绝缘件161和第二绝缘件162均由热塑性高分子结构材料制成。
当第一结构体20由金属材料制成时，PC、ABS和热塑性高分子结构材料中的任一种材料的拉伸强度小于金属材料的拉伸强度，以使第一结构体20的拉伸强度大于第一电池组10的拉伸强度。当第一结构体20由非金属材料制成时，PC、ABS和热塑性高分子结构材料中的任一种材料的拉伸强度小于非金属材料的拉伸强度，以使第一结构体20的拉伸强度大于第一电池组10的拉伸强度。
可以理解的是，PC、ABS和热塑性高分子结构材料可在使第一绝缘件161和第二绝缘件162具有绝缘性的同时实现第一绝缘件161和第二绝缘件162的轻量化，便于抑制第一电池组10重量的增加。
在一些实施例中，第一边21与第一面10a相对设置，第二边22与第二面10b相对设置，第三边23与第三面10c相对设置，第四边24与第四面10d相对设置。第一边21的拉伸强度大于第一面10a的拉伸强度，用于限制第一面10a的膨胀。第二边22的拉伸强度大于第二面10b的拉伸强度，用于限制第二面10b的膨胀。第三边23的拉伸强度大于第三面10c的拉伸强度，用于限制第三面10c的膨胀。第四边24的拉伸强度大于第四面10d的拉伸强度，用于限制第四面10d的膨胀。
请继续参阅图1和图2，在一些实施例中，电池模组100还包括包装体30，第一电池组10和第一结构体20容纳于包装体30中，包装体30用于隔离第一电池组10和外部环境，以对第一电池组10进行防护。
在一些实施例中，包装体30包括第一包装件31和第二包装件32，第一包装件31和第二包装件32沿第二方向Y相对设置并相接，以便于将第一电池组10和第一结构体20容纳于包装体30中，或将第一电池组10和第一结构体20从包装体30中取出。
可以理解的是，在其他实施例中，第一包装件31和第二包装件32沿第一方向X相对设置并相接。
在一些实施例中，包装体30还设有连接件33，连接件33一端电连接于电连接端子112，另一端从包装体30中伸出，以便于第一电池组10与外部电路板电连接。
在一些实施例中，连接件33包括第一连接线331和第二连接线332。第一连接线331电连接于负极端子112a，第一包装件31上设有第一连接孔311，第一连接线331从第一连接孔311中伸出。第二连接线332电连接于正极端子112b，第二包装件32上设有第二连接孔321，第二连接线332从第二连接孔321中伸出。
请再次参阅图7，在一些实施例中，在第三方向Z上，第一结构体20的第一长度W1、以及第三方向Z上的第一电池组10的第二长度W0之间的关系满足：W1＜W0，以使第一结构体20能在第一电池组10膨胀时提供足够的拘束力的同时降低第一结构体20的重量，进而提高电池模组100整体的能量密度。
在一些实施例中，沿第三方向Z，第一长度W1和第二长度W0之间的关系满足：2/3W0≥W1≥1/4W0。优选地，1/2W0≥W1≥1/4W0。
可选地，第一长度W1和第二长度W0之间的比值可以为2/3、7/12、1/2、5/12、1/3、1/4以及范围1/4至2/3内的其他任意数值中的一个。
请一并参阅图8、图9、图10和图11，在一些实施例中，第一结构体20覆盖第一电池组10在第三方向Z上的中心线，以使第一电池组10膨胀时，第一结构体20受到第一电池组10的拘束力均匀分布，降低第一结构体20偏移导致对第一电池组10的拘束力失效的风险，提高电池模组100的使用寿命。
具体地，沿第三方向Z，第一边21覆盖第一面10a的中心线，第二边22覆盖第二面10b的中心线，第三边23覆盖第三面10c的中心线，第四边24覆盖第四面10d的中心线。
在一些实施例中，第一结构体20在第三方向Z上的中心线与第一电池组10在第三方向Z上的中心线重合设置。具体地，在第三方向Z上，第一边21的中心线与第一面10a的中心线重合设置；在第三方向Z上，第二边22的中心线与第二面10b的中心线重合设置；在第三方向Z上，第三边23的中心线与第三面10c的中心线重合设置，在第三方向Z上，第四边24的中心线与第四面10d的中心线重合设置。
请再次参阅图3和图9，在一些实施例中，第一电池组10还包括设于第三面10c上的第一凸部12和第二凸部13。第一结构体20在第三方向Z上位于第一凸部12及第二凸部13之间，以使第一结构体20与第一电池组10的位置相对固定，进一步降低第一结构体20偏移导致对第一电池组10的拘束力失效的风险，提高电池模组100的使用寿命。
在一些实施例中，在第一方向X上，第一凸部12和第二凸部13均远离第一面10a和第二面10b；在第三方向Z上，第一凸部12和第二凸部13均远离第五面10e和第六面10f。
在一些实施例中，沿第三方向Z观察，第一凸部12和第二凸部13相离，第一结构体20在第三方向Z上位于第一凸部12及第二凸部13之间。具体地，第三边23在第三方向Z上位于第一凸部12及第二凸部13之间。
请参阅图12，在一些实施例中，沿第三方向Z观察，第一凸部12和第二凸部13至少部分重叠。
在一些实施例中，第一凸部12的数量为两个，两个第一凸部12沿第一方向X间隔设置。对应的第二凸部13的数量为两个，第二凸部13和第一凸部12一一对应设置，用于对第三边23进行限位支撑。
请再次参阅图7和图11，可以理解的是，在一些实施例中，第一电池组10还包括在第四面10d上设置的第三凸部14和第四凸部15，第四边24在第三方向Z上位于第三凸部14和第四凸部15。
可以理解的是，在一些实施例中，第一电池组10还包括在第一面10a和/或第二面10b上设置的其他凸部结构，第一边21和/或第二边22在第三方向Z上位于该凸部结构之间。
请参阅图13，当第一电池组10膨胀时，每个电池11在第一方向X上的至少一个外表面呈弧形凸出，相邻的两个电池11之间存在第二间隙10i。第一边21、第二边22、第三边23和第四边24里的至少一个边与第一电池组10相接形成相接处10g，相接处10g的周侧存在第一间隙10h。在一些实施例中，以第一面10a膨胀为例，沿第三方向Z观察，第一面10a呈弧形凸出，该弧形的在第一方向X上的顶点区域与第一边21相接形成相接处10g，相接处的周侧与第一边21相离形成第一间隙10h。
在使用过程中，第一电池组10中的每个电池11沿第一方向X的膨胀厚度不同。具体地，在第一方向X上位于第一电池组10内侧的电池11两侧受到的压力大于在第一方向X上位于第一电池组10外侧的电池11两侧受到的压力，导致在第一方向X上位于第一电池组10内侧的电池11的膨胀厚度小于在第一方向X上位于第一电池组10外侧的电池11的膨胀厚度。进而在第一方向X上位于第一电池组10内侧的第二间隙10i的长度小于在第一方向X上位于第一电池组10外侧的第二间隙10i的长度。
可以理解的是，在第一电池组10达到设定的使用时长后，每个电池11的电化学性质及形状趋于稳定，此时，相邻的两个电池11之间的第二间隙10i沿第一方向X的长度可大致相同。
请参阅图14，以第一面10a和第二面10b同时膨胀为例，沿第三方向Z观察，第一面10a呈弧形凸出，该弧形的在第一方向X上的顶点区域与第一边21相接形成一个相接处10g，相接处10g的周侧与第一边21相离形成第一间隙10h；第二面10b呈弧形凸出，该弧形的在第一方向X上的顶点区域与第二边22相接形成另外一个相接处10g，相接处10g的周侧与第一边21相离形成第一间隙10h。
请参阅图15，以第一面10a和第二面10b同时膨胀为例，第一面10a膨胀时，沿第三方向Z观察，第一面10a呈弧形凸出且对第一边21施加沿第一方向X的压力，第一边21在压力的作用下呈适用性弯曲，该弧形的在第一方向X上的顶点区域与第一边21相接形成一个相接处10g，相接处10g的周侧与第一边21相离形成第一间隙10h。第二面10b呈弧形凸出，第二边22在压力的作用下保持不变，该弧形的在第一方向X上的顶点区域与第二边22相接形成另外一个相接处10g，相接处10g的周侧与第一边21相离形成第一间隙10h。第一面10a产生相接处10g的面积大于第二面10b产生相接处10g的面积，且第一面10a产生的第一间隙10h的体积小于第二面10b产生第一间隙10h的体积。可以理解的是，在一些实施例中，第二边22可在压力的作用下呈适用性弯曲。
请参阅图16，在一些实施例中，第三边23具有第一开口231。第三边23用于在第一电池组10膨胀时提供足够的拘束力，第一开口231用于降低第一结构体20的重量，进而提高电池模组100整体的能量密度。
在一些实施例中，第一开口231所在位置与第三边23在第三方向Z上的中心位置重叠设置，以使第一电池组10膨胀时，第三边23受到第一电池组10的膨胀力均匀分布，降低第三边23受力不均断裂失效的风险，提高电池模组100的使用寿命。
在一些实施例中，第三边23具有多个沿第一方向X间隔设置的第一开口231，以进一步降低第一结构体20的重量。
请一并参阅图17，在一些实施例中，第三边23还具有与第一开口231相离的第二开口232。第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。沿第三方向Z，第一开口231的第四长度W2和第二开口的第五长度L2之间的关系满足W2＜L2。第二开口232和第一开口231配合降低第一结构体20的重量，进而提高电池模组100整体的能量密度。
在一些实施例中，第二开口232所在位置与第三边23在第三方向Z上的中心位置重叠设置。
在一些实施例中，第三边23具有多个沿第一方向X间隔设置的第二开口232，第一开口231和第二开口232依次间隔设置，以进一步降低第一结构体20的重量。
第三边23、第一开口231和第二开口232可按照不同需求进行设置。以下对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
第一实施例：请参阅图17，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。第一开口231的数量为两个，第二开口232的数量为三个，第一开口231和第二开口232在第一方向X上依次间隔设置。
第二实施例：请参阅图18，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。第一开口231的数量为两个，第二开口232的数量为三个，第一开口231和第二开口232在第一方向X上依次间隔设置。沿第三方向Z，第三边23的边缘到第二开口232的第一间距L1大于第二开口232的第五长度L2。
第三实施例：请参阅图19，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。第一开口231的数量为两个，第二开口232的数量为三个，第一开口231和第二开口232在第一方向X上依次间隔设置。沿第三方向Z，第三边23的边缘到第二开口232的第一间距L1小于第二开口232的第五长度L2。
第四实施例：请参阅图20，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状。第一开口231的数量为两个。两个第一开口231在第一方向X上间隔设置。
第五实施例：请参阅图21，第三边23呈矩形形状，第二开口232呈矩形形状。第二开口232的数量为一个。沿第一方向X，第三边23的边缘到第二开口232的第二间距L3小于第一开口231的第六长度L4。
第六实施例：请参阅图22，第三边23呈矩形形状，第二开口232呈矩形形状。第二开口232的数量为两个。两个第二开口232在第一方向X上间隔设置。
第七实施例：请参阅图23，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。第一开口231的数量为两个，第二开口232的数量为三个，第一开口231和第二开口232在第一方向X上依次间隔设置。沿第三方向Z，第三边23的边缘到第二开口232的第一间距L1小于第二开口232的第五长度L2。
第八实施例：请参阅图24，第三边23呈矩形形状，第一开口231呈圆孔形状，第二开口232呈矩形形状。第一开口231的数量为两个，第二开口232的数量为三个，第一开口231和第二开口232在第一方向X上依次间隔设置。沿第三方向Z，第三边23的边缘到第二开口232的第一间距L1大于第二开口232的第五长度L2。
第九实施例：请参阅图25，第三边23呈矩形形状，第二开口232呈矩形形状。第二开口232的数量为三个，三个第二开口232在第一方向X上间隔设置。
可以理解的是，在一些实施例中，第四边24具有第五开口241和/或第六开口。第四边24、第五开口241和第六开口可参照第三边23的结构设置，再次不作赘述。
请再次参阅图9，在一些实施例中，沿第三方向Z，第一结构体20的第三长度W3和第一开口231的第四长度W2之间的关系满足：W3＝W1-W2，第三长度W3和第四长度W2之间的关系满足：W3≥W2。
在一些实施例中，第三长度W3和第一长度W1之间的关系满足：W1＞W3≥1/2W1。第一长度W1和第三长度W3之间的比值可以为1/2、2/3、5/6以及范围1/2至1内的其他任意数值中的一个。
在一些实施例中，第三长度W3和第四长度W2之间的关系满足：W3＜W2。
请继续参阅图9，在一些实施例中，在第三方向Z上第一开口231和第一结构体20的第一边缘之间的第一距离W4、以及在所述第一方向X上第一开口231和第一结构体20的第二边缘之间的第二距离W5之间的关系满足：W4＞W5。
在一些实施例中，第一距离W4和第二距离W5之间的关系满足：W4＜W5。
请继续参阅图9，第五面10e和第三面10c的相接处具有第一外边缘101，第六面10f和第三面10c相接处具有第二外边缘102。第三边23在第三方向Z上具有朝向第五面10e的第一内边缘23a，以及朝向第六面10f的第二内边缘23b。沿第三方向Z，第一外边缘101和第一内边缘23a之间的第三距离W6、以及第二外边缘102和第二内边缘23b之间的第四距离W7之间的关系满足：W6≠W7。
在一些实施例中，第三距离W6和第四距离W7之间的关系满足：W6＞W7。
在一些实施例中，第三距离W6和第四距离W7之间的关系满足：W6＜W7。
请参阅图26和图27，在一些实施例中，电池模组100还包括第二电池组40和第二结构体50。第二电池组40与第一电池组10沿第二方向Y排列。第二电池组40包括沿第一方向X堆叠的多个电池11。
第一电池组10、第一结构体20、第二电池组40和第二结构体50容纳于包装体30中，包装体30用于对第一电池组10和第二电池组40进行防护。
在一些实施例中，第一包装件31和第二包装件32沿第三方向Z相对设置并相接，以便于将第一电池组10、第一结构体20、第二电池组40和第二结构体50容纳于包装体30中，或将第一电池组10、第一结构体20、第二电池组40和第二结构体50从包装体30中取出。
在一些实施例中，第一连接孔311和第二连接孔321间隔设于第一包装件31上。第一连接线331连接于第一电池组10和第二电池组40中的负极端子112a，并从第一连接孔311中伸出。第二连接线332连接于第一电池组10和第二电池组40中的正极端子112b，并从第二连接孔321中伸出。
请参阅图28和图29，第二结构体50包括第五边51、第六边52、第七边53和第八边54。第五边51和第六边52沿第二方向Y延伸且与第二电池组40相接，在第一方向X上第二电池组40位于第五边51和第六边52之间。第七边53和第八边54沿第一方向X延伸且与第二电池组40相接，在第二方向Y上第二电池组40位于第七边53和第八边54之间。第七边53与第五边51和第六边52连接，第八边54也与第五边51和第六边52连接。
第五边51和第六边52用于对第二电池组40中多个电池11在第一方向X上的膨胀提供拘束力，以限制第二电池组40中多个电池11在第一方向X上的膨胀体积。第七边53和第八边54用于对第二电池组40中多个电池11在第二方向Y上的膨胀提供拘束力，以限制第二电池组40中多个电池11在第二方向Y上的膨胀体积。通过第五边51、第六边52、第七边53和第八边54配合限制第二电池组40中多个电池11在第一方向X和第二方向Y上的膨胀体积，以降低电池11过度膨胀或电池11之间产生错位的风险，进而提高电池模组100的使用寿命。
请继续参阅图29，在一些实施例中，在第二方向Y上，第二电池组40位于第七边53与第一电池组10之间，即第七边53沿第二方向Y的投影与第四面10d至少部分重叠，进而使第七边53既可对第二电池组40中多个电池11在第二方向Y上的膨胀提供拘束力，又可对第一电池组10中多个电池11在第二方向Y上的膨胀提供拘束力。
在一些实施例中，第七边53具有第三开口531。第七边53用于在第二电池组40膨胀时提供足够的拘束力，第三开口531用于降低第二结构体50的重量，进而提高电池模组100整体的能量密度。
在一些实施例中，第七边53还具有与第三开口531相离的第四开口532。第四开口532和第三开口531配合降低第二结构体50的重量，而提高电池模组100整体的能量密度。
可以理解的是，第七边53、第三开口531和第四开口532可参照第三边23的结构设置，再次不作赘述。
在一些实施例中，第八边54具有第七开口541和/或第八开口542。第八边54、第七开口541和第八开口542可参照第三边23的结构设置，再次不作赘述。
请继续参阅图29，在一些实施例中，第八边54与第四边24为同一条边，以提高第一结构体20和第二结构体50连接的稳定性，并可降低第一结构体20和第二结构体50的生产成本。
在一些实施例中，第一边21与第五边51相接；第二边22与第六边52相接，以提高第一结构体20和第二结构体50连接的稳定性，进而提高电池模组100结构的稳定性。
在一些实施例中，第一边21与第五边51通过焊接的方式连接；第二边22与第六边52通过焊接的方式连接。
可以理解的是，在一些实施例中，第一边21与第五边51通过铆接的方式连接；第二边22与第六边52通过铆接的方式连接。
在一些实施例中，第二结构体50由钢材料制成，优选地，第一结构体20由镀锌处理的钢材料制成。
请继续参阅图30，本申请的一个实施例还提供了一种用电设备200，包括上述实施例中的电池模组100。用电设备200还包括设备主体90，电池模组100电连接于设备主体90，且为设备主体90供电。在一些实施例中，用电设备200可以为手机、平板电脑等电子设备，或电动汽车等移动设备。
上述电池模组100和设有电池模组100的用电设备200中，第一边21和第二边22用于对第一电池组10中多个电池11在第一方向X上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组10中多个电池11在第一方向X上的膨胀体积。第三边23和第四边24用于对第一电池组10中多个电池11在第二方向Y上的膨胀提供拘束力，以限制第一电池组10中多个电池11在第二方向Y上的膨胀体积。通过第一边21、第二边22、第三边23和第四边24配合限制第一电池组10中多个电池11在第一方向X和第二方向Y上的膨胀体积，以降低电池11过度膨胀或电池11之间产生错位的风险，进而提高电池模组100的使用寿命。
另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (32)

1.一种电池模组，包括第一电池组，其特征在于：
所述第一电池组包括多个沿第一方向堆叠的电池；
所述电池模组还包括第一结构体，所述第一结构体包括第一边、第二边、第三边和第四边，所述第一边和所述第二边沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，在所述第一方向上所述第一电池组位于所述第一边和所述第二边之间；
所述第三边和所述第四边沿所述第一方向延伸，在所述第二方向上所述第一电池组位于所述第三边和所述第四边之间，所述第三边与所述第一边和所述第二边连接，所述第四边也与所述第一边和所述第二边连接；
所述第一边、所述第二边、所述第三边和所述第四边里的至少一个边与所述第一电池组相接，所述第一结构体与所述第一电池组的位置相对固定。
2.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述第一电池组还包括与所述第一边相对的第一面、与所述第二边相对的第二面、与所述第三边相对的第三面，以及与所述第四边相对的第四面。
3.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述第一结构体的拉伸强度大于所述第一电池组的拉伸强度。
4.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于：所述第一边的拉伸强度大于所述第一面的拉伸强度；所述第二边的拉伸强度大于所述第二面的拉伸强度；所述第三边的拉伸强度大于所述第三面的拉伸强度；所述第四边的拉伸强度大于所述第四面的拉伸强度。
5.如权利要求3所述的电池模组，其特征在于：所述第一结构体由金属材料制成。
6.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述第一方向上的所述第一电池组的第三面的长度，大于所述第二方向上的所述第一电池组的第一面的长度。
7.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口。
8.如权利要求6所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口。
9.如权利要求8所述的电池模组，其特征在于：所述第三边还具有与所述第一开口相离的第二开口。
10.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：与所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上，所述第一结构体的第一长度W1、以及所述第三方向上的所述第一电池组的第二长度W0之间的关系满足：W1＜W0。
11.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述第一电池组还包括设于所述第三面上的第一凸部和第二凸部，所述第一结构体在所述第三方向上位于所述第一凸部及所述第二凸部之间。
12.如权利要求11所述的电池模组，其特征在于：沿所述第三方向观察，所述第一凸部和所述第二凸部相离。
13.如权利要求11所述的电池模组，其特征在于：沿所述第三方向观察，所述第一凸部和所述第二凸部至少部分重叠。
14.如权利要求2所述的电池模组，其特征在于：所述电池模组还包括第二电池组和第二结构体，所述第二电池组与所述第一电池组沿所述第二方向排列，所述第二电池组包括沿所述第一方向堆叠的多个电池；
所述第二结构体包括第五边、第六边、第七边和第八边，所述第五边和所述第六边沿所述第二方向延伸且与所述第二电池组相接，在所述第一方向上所述第二电池组位于所述第五边和所述第六边之间；
所述第七边和所述第八边沿所述第一方向延伸且与所述第二电池组相接，在所述第二方向上所述第二电池组位于所述第七边和所述第八边之间，所述第七边与所述第五边和所述第六边连接，所述第八边也与所述第五边和所述第六边连接。
15.如权利要求14所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口。
16.如权利要求15所述的电池模组，其特征在于：在所述第二方向上，所述第二电池组位于所述第七边与所述第一电池组之间，所述第七边具有第三开口。
17.如权利要求16所述的电池模组，其特征在于：所述第七边还具有与所述第三开口相离的第四开口。
18.如权利要求14所述的电池模组，其特征在于：所述第八边与所述第四边为同一条边。
19.如权利要求14所述的电池模组，其特征在于：所述第一边与所述第五边相接；所述第二边与所述第六边相接。
20.如权利要求19所述的电池模组，其特征在于：所述第一边与所述第五边通过焊接的方式连接；所述第二边与所述第六边通过焊接的方式连接。
21.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于：当所述第一电池组膨胀时，所述第一边、所述第二边、所述第三边和所述第四边里的至少一个边与所述第一电池组相接形成相接处，所述相接处的周侧存在第一间隙。
22.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：沿所述第三方向，所述第一结构体的第一长度W1和所述第一电池组的第二长度W0之间的关系满足：2/3W0≥W1≥1/4W0。
23.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口，沿所述第三方向，所述第一结构体的第三长度W3和所述第一开口的第四长度W2之间的关系满足：W3＝W1-W2，W3≥W2。
24.如权利要求23所述的电池模组，其特征在于：所述第三长度W3和所述第一长度W1之间的关系满足：W1＞W3≥1/2W1。
25.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口，沿所述第三方向，所述第一结构体的第三长度W3和所述第一开口的第四长度W2之间的关系满足：W3＝W1-W2，W3＜W2。
26.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口，在所述第三方向上所述第一开口和所述第一结构体的第一边缘之间的第一距离W4、以及在所述第一方向上所述第一开口和所述第一结构体的第二边缘之间的第二距离W5之间的关系满足：W4＞W5。
27.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述第三边具有第一开口，在所述第三方向上所述第一开口和所述第一结构体的第一边缘之间的第一距离W4、以及在所述第一方向上所述第一开口和所述第一结构体的第二边缘之间的第二距离W5之间的关系满足：W4＜W5。
28.如权利要求10所述的电池模组，其特征在于：所述电池组还包括沿所述第三方向相对设置的第五面和第六面，所述第五面和所述第三面的相接处具有第一外边缘，所述第六面和所述第三面相接处具有第二外边缘，所述第三边在所述第三方向上具有朝向所述第五面的第一内边缘，以及朝向所述第六面的第二内边缘，沿所述第三方向，所述第一外边缘和所述第一内边缘之间的第三距离W6、以及所述第二外边缘和所述第二内边缘之间的第四距离W7之间的关系满足：W6≠W7。
29.如权利要求28所述的电池模组，其特征在于：所述第三距离W6和所述第四距离W7之间的关系满足：W6＞W7。
30.如权利要求28所述的电池模组，其特征在于：所述第三距离W6和所述第四距离W7之间的关系满足：W6＜W7。
31.如权利要求1所述的电池模组，其特征在于：所述第一电池组还包括包覆多个所述电池的第一壳体，所述第一结构体与所述第一壳体相接。
32.一种用电设备，包括用电主体，其特征在于：所述用电设备还包括如权利要求1至31中任一所述的电池模组，所述电池模组电连接于所述用电主体。
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