导读:本文包含了合金负极论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:锂离子电池,硅合金,软包装,导电添加剂
合金负极论文文献综述
颜雪冬,曹长河,赵亚,马伟华,谢文凤[1](2019)在《基于硅合金负极的软包装锂离子电池性能研究》一文中研究指出采用硅铁合金负极与传统人造石墨复合成克容量为400mAh·g~(-1)的负极,分别采用纤维状和鳞片状导电炭黑为导电添加剂,制备了以钴酸锂为正极、容量为4 000mAh的软包装锂离子电池.通过对极片电阻率、电池倍率以及循环性能的测试及分析发现,对于石墨与硅合金复合负极,采用鳞片状SFG6电芯的倍率性能和循环性能要优于采用纤维状VGCF的电芯性能.结合微观形貌与电化学阻抗测试,可以推测主要是石墨和硅合金负极与导电添加剂之间的面面接触匹配性较好,有利于石墨和硅合金复合负极性能的发挥.(本文来源于《分子科学学报》期刊2019年05期)
归伊娜,刘志坚,陈立宝,黄海峰,宁慧龙[2](2019)在《Mg对锂二次电池负极Li-B合金中骨架结构与性能的影响》一文中研究指出在传统热电池负极材料Li-B合金中,加入Mg元素能够提高极片的抗氧化性、抑制自放电,并能够有效提升热电池的放电稳定性。在锂二次电池负极材料Li-B合金中掺杂Mg元素,制备获得Li-B-Mg合金,通过Li-Mg固溶体强化LiB化合物骨架结构,缓解坍塌问题。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学充放电测试和交流阻抗谱对两种合金的物相、形貌、电化学性能进行了表征。结果表明,Mg元素对Li-B合金的放电性能有所提升,并能够一定程度支撑LiB纤维骨架结构,缓解坍塌问题。这对于Li-B合金作为锂二次电池负极的潜在材料有一定的奠基作用。(本文来源于《功能材料》期刊2019年09期)
范慧林,王宥宏,虞明香,张俊婷,王康康[3](2019)在《纳米硅合金负极材料》一文中研究指出研究了一种纳米硅合金锂离子电池负极材料的微观组织和电化学性能。结果表明:该负极颗粒的轮廓基本呈圆形,其内部存在着2个含硅量不同的富铜相,在颗粒表层中两相均为纳米结构。该纳米硅合金负极材料需与石墨负极材料、粘结剂和导电剂按一定比例配合使用,搅拌工艺对其电化学性能也有重要影响。在较理想的情况下,所得负极材料的首效率提高到了90%上下,比容量在100周之后仍高于500 mAh/g。电池制作工艺与石墨负极相似,便于应用。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2019年09期)
朱雨婷,罗明,刘娜,肖月,王鸣[4](2019)在《高端耐用全固态锂电池Sn-Ni合金负极薄膜材料制备及其电化学性能研究》一文中研究指出金属锡能与锂形成Li_2Sn_5、Li Sn、Li_(22)Sn_5等多种合金,理论质量比容量可达到997 mAh·g~(-1),是碳负极材料的两倍,具有良好的产业化前景,已成为全固态锂电池负极材料研发的重要方向。但是Sn负极材料在充放电过程中容易发生体积膨胀,颗粒粉化,使其与与集流体间接触性能降低,导致其循环性能较差。本文采用XRD、SEM等表征手段对薄膜材料的结构、形貌进行了分析,并对Sn-Ni合金负极薄膜材料电化学性能进行了测试分析,研究了不同溅射功率对Sn-Ni合金负极材料形貌和电化学性能的影响。(本文来源于《广东化工》期刊2019年11期)
雪盼[5](2019)在《合金反应机制纳米复合材料作为锂/钠离子电池负极的研究》一文中研究指出能源危机和环境污染问题是21世纪急需解决的重大问题。锂离子电池,作为一种新型高效的储能体系,已经被应用在许多小型电子设备上。由于锂离子电池(石墨)负极材料的比容量较小,所以锂离子电池能量密度很难满足大规模设备的需求,因此,开发高容量的锂离子电池负极材料是解决上述问题的关键。同时锂资源的匮乏和地表分布不均匀,进一步限制了其在大型储能设备上的应用。相对于锂离子电池,虽然钠离子电池能量密度低,但是地表资源丰富、廉价易得,所以钠离子电池非常适合应用于大规模储能设备。目前,工业应用的锂离子电池石墨负极并不适合作为钠离子电池的负极材料。所以开发一种具备高比容量、长循环寿命的钠离子电池负极材料非常重要。在锂/钠离子电池负极材料方面,具有合金机制的负极材料因拥有较高的比容量和更好的安全性,而备受研究者的关注,尤其是锡基硫化物,铋基以及硒基材料。如锡的理论比容量为847 mA h g~(-1),铋的理论体积比容量为3765 mA h cm~(-3),硒的理论体积比容量为3253mA h cm~(-3),但是这些材料在充放电过程中会出现严重的体积膨胀。如锡基材料在合金-脱合金的过程中体积膨胀率达到了358%,所以会引起电极材料的粉化,最终导致容量的严重衰减。本文将针对上述材料的不足,通过两种途径对其进行改性研究。第一,对其进行碳包覆或者碳复合。这种方法既能缓冲电极材料的粉化,又能提高电导率。第二,进行微纳米结构的设计。该方法不仅会适应电极材料的体积膨胀,还会缩短离子的扩散自由程,有利于离子的传输,进而可以提高材料整体的电化学性能。本文研究内容如下:(1)纳米结构的SnS限制在叁维多孔碳中作为锂/钠离子电池耐用的负极:以二氧化硅球为模板,采用碳化和硫化的方法制备SnS纳米颗粒和叁维多孔碳的复合材料。并对该复合材料作为锂/钠离子电池负极材料进行研究。在锂离子电池中,1 A g~(-1)的电流密度下循环1000圈后,比容量还保持在869 mA h g~(-1)。在钠离子电池中,100 mA g~(-1)的电流密度下循环100圈比容量为400 mA h g~(-1)。同时表现出了良好的倍率性能(锂离子电池中,在3 A g~(-1)下容量保持在550 mA h g~(-1),钠离子电池中,5 A g~(-1)下容量保持在220.9 mA h g~(-1))。叁维SnS/C复合材料优异的电化学性能主要归因于叁维多孔碳结构和合适尺寸的SnS纳米颗粒。这不仅提高了材料的导电性,而且保持了材料的结构完整性,进而提高了材料的循环稳定性。(2)氮掺杂的碳纳米管包覆铋纳米棒作为钠离子电池长循环高倍率的负极:本文以Bi_2S_3纳米带为模板,合成了氮掺杂的碳纳米管包覆铋纳米棒的复合材料(Bi@N-C)。Bi@N-C复合材料在半电池中具有优越的电化学性能,包括高比容量(50 mA g~(-1)下容量保持在410mA h g~(-1))、长循环寿命(1 A g~(-1)下1000圈循环后容量保持在302 mA h g~(-1))和高倍率容量(2 A g~(-1)下容量为368 mA h g~(-1))。同时该电极与自制的Na_3V_2(PO_4)_3/C组合成全电池时,不仅具有高的能量密度(功率密度为1.19 kW kg~(-1)时能量密度保持在119 W h kg~(-1)_(total)),而且具有良好的循环稳定性(在1 A g~(-1)电流密度下循环800圈后容量保持在240 mA h g~(-1))。通过上述研究表明,Bi@N-C复合材料良好的电化学性能归因于独特的碳纳米管包覆铋纳米棒的结构。外层的碳纳米管不仅可以调节循环过程中Bi的体积膨胀,稳定固体电解质界面层,还可以提高电子电导率。(3)硒和介孔碳球复合作为钠离子电池长循环高倍率的负极:本文利用简单的方法将硒载入介孔碳球(Se/MCS)作为钠离子电池负极材料。Se/MCS电极材料在半电池中表现出了优异的电化学性能:高的容量(0.05 A g~(-1)下100圈循环后容量保持在367 mA h g~(-1)),良好的倍率性能(3 A g~(-1)的电流密度下容量保持在268 mA h g~(-1)),以及长的循环寿命(1 A g~(-1)下1500圈循环后容量保持在280 mA h g~(-1))。当和Na_3V_2(PO_4)_3/C组合成全电池时,也具有良好的电化学性能(3 A g~(-1)的电流密度下容量保持在100 mA h g~(-1))。Se/MCS良好的电化学性能主要是因为这种拥有介孔的空心碳球,不仅可以适应Se的体积变化,防止Se的团聚,还有利于提高活性物质的利用率。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01)
张雪珂[6](2019)在《自支撑碳/铁基合金杂化纳米纤维膜锂离子电池负极的制备及储锂性能研究》一文中研究指出随着柔性可折迭电子产品的快速发展,人们对高能量柔性锂离子电池的需求日渐增加,柔性锂离子电池的关键是使用具有高导电性的柔性电极以保证快速充放电,同时具备较高的比容量。本文利用静电纺丝结合热处理制备了柔性C/FeCo和C/FeNi杂化纳米纤维膜,可直接用作锂离子电池负极。采用了XRD、SEM、TEM、Raman、XPS和电化学测试对样品进行表征。研究了碳化温度和溶液中金属盐含量对杂化纳米纤维膜结构、组成、形貌和储锂性能的影响。利用相同工艺制备了纯碳纳米纤维,用于比较铁基合金的引入对电池储锂性能的影响。研究成果具体如下:随着碳化温度的升高,柔性C/FeCo杂化纳米纤维膜电极的比容量呈现先增加后减小的趋势;在600°C碳化条件下,随着溶液中金属盐含量的增加,C/FeCo杂化纳米纤维膜电极的比容量先增加后减小。当碳化温度为600°C,溶液中盐含量为8%时,所制得的杂化纳米纤维膜电极在100 mA g~(-1)电流密度下经100圈循环后放电比容量为566.5 mAh g~(-1),其较好的储锂性能归因于纤维膜的电子导电性,缺陷浓度和界面面积的协同作用。随着碳化温度的升高,C/FeNi杂化纳米纤维膜电极比容量先增加后减小;碳化温度不变时,随着溶液中金属盐含量的增加,C/FeNi杂化纳米纤维膜电极比容量呈先增加后减小的趋势。当盐含量为10%,碳化温度为600°C时,柔性C/FeNi纳米纤维膜电极表现出较好的储锂性能。在100 mA g~(-1)的电流密度下经过100次充放电循环后,柔性电极的比容量仍保持在406.5 mAh g~(-1)。对比600°C碳化条件下的纯碳纤维和杂化纳米纤维膜,发现铁基合金的引入很大程度提高了电池的电化学性能,主要归功于铁基合金和碳纤维结构的协同效应。碳纤维的叁维结构提供了良好的导电网络,能够缩短锂离子传输距离,缓冲锂离子嵌入/脱嵌过程中引起的电极体积膨胀,保持材料结构稳定性;合金颗粒提高了杂化纳米纤维膜电极的电子导电性,并且在高电流密度下的充放电循环期间促进快速的电化学动力学过程。(本文来源于《江苏科技大学》期刊2019-04-29)
王宏[7](2019)在《合金化负极材料的制备及储钾性能研究》一文中研究指出伴随着锂离子电池在新能源领域中(新能源汽车、便携式电子设备)的不断发展,暴露出了锂资源匮乏、分布不均和成本居高不下的诸多问题。由于锂、钠和钾物理化学性质相似,促使钠离子电池和钾离子电池的研究变得越来越受关注。其中,钾离子电池由于资源储量丰富,具有相对较低的电极电势(-2.936 V相对于标准氢电势),并且材料工艺体系选择与锂离子电池极为相似,在大规模储能领域(风能,太阳能等)中钾离子电池的研究极具价值。在负极材料开发中,碳基材料的相关研究占据着重要的地位,目前在锂离子电池中石墨是商业化负极最普遍的选择,由于钠离子在嵌入时会在石墨表面形成一层钝化膜致使石墨负极材料无法应用到钠离子电池中。然而钾离子电池中钾原子能与石墨形成稳定的复合物KC8,经计算得出其理论容量约为279 m Ah g-1。但是由于钾离子具有大的离子半径(1.33 nm)和缓慢的动力学速率会造成严重的极化和巨大的体积膨胀,在反复充放电过程中,这些问题最终会导致容量迅速衰减。因此,钾离子电池负极材料仍然需要进一步开发。本文中,我们通过利用磷、锑和锡叁种元素分别合成了碳包覆红磷(P@RGO)、碳包覆锑(Sb@PC)和碳包覆锡(Sn@RGO)叁种钾电负极材料。通过对叁种复合材料的电化学性能及各类特性的研究,总结了钾离子电池负极材料开发的几条可行路径,内容总结如下:(1)将红磷粉末和石墨烯粉末均匀混合,放入不锈钢高压釜中。在隔绝空气的情况下红磷与白磷之间可以相互转化。首先在500℃加热一段时间后,红磷粉末可以转化为白磷蒸汽并分散到整个容器中。然后,将白磷蒸汽在260℃保温一段时间重新转化为红磷后,其能沉积在石墨烯层间和表面。在本设计中,P@RGO形貌特征是红磷纳米颗粒均匀分布在具有层状结构的石墨烯矩阵中。因此,P@RGO基体作为钾离子电池负极材料具有较高的可逆比容量、出色的循环和倍率性能。(2)采用一种简单可控的高温固相法直接制备得到多孔碳包覆锑纳米颗粒复合材料。作为钾离子电池负极,Sb@PC提供了高比容量,良好的倍率性能和稳定的循环性能。这些优越的电化学性能主要得益于分层多孔碳包覆锑纳米颗粒的特殊结构,这种结构不仅可以有效地避免锑纳米颗粒与电解液的直接接触,而且还可缓解在充放电过程中钾与锑合金化带来的巨大的机械应力。(3)通过一种简单的合成策略,将亚微米锡颗粒均匀分布在氧化还原石墨烯层间及表面作为钾离子电池的负极材料。制备得到的Sn@RGO复合材料中锡颗粒分布均匀并且与氧化还原石墨烯亲密接触,同时经测定复合材料具有大量的结构缺陷和高的比表面积(136.5 m2 g-1)。为了强调高比表面积在电容性方面的作用,循环伏安法被用来分析容量贡献。同时,通过非原位XRD鉴别了钾锡合金化后的产物(KSn)。考虑到材料的成本和可持续性,这个材料作为钾离子电池负极具有很大的潜力。(本文来源于《中国矿业大学》期刊2019-03-01)
刘帅[8](2018)在《去合金化技术制备高性能锂/钠离子电池负极材料》一文中研究指出燃油汽车的运行、火力发电等过程引起的化石燃料燃烧加剧了温室效应,人们对于可再生和可持续能源(太阳能、风能、潮汐能、生物质能等)的研究兴趣不断增加,但是这些可再生能源固有的不连续性限制了其应用,基于电化学原理的能源存储系统可以克服其局限。锂离子电池已经广泛应用于便携电子设备和电动汽车上,虽然在过去的二十多年其能量密度提高了近四倍,但是目前遇到了瓶颈,其中一个有效提高锂离子电池能量密度的方法是利用高比容量的负极材料(比如硅、锗、磷等)替换现有的石墨负极,但是这些高容量电极材料在充放电过程中具有大的体积变化,导致电极粉化,破坏了其导电网络,通过设计纳米结构(比如纳米多孔、纳米线、纳米阵列、核壳纳米结构等)可以有效缓解电极体积膨胀问题。同时锂资源短缺而钠资源非常丰富,钠离子电池有望成为锂电池的替代品,但是由于钠离子半径较大,充放电过程中电极体积膨胀也是其面临的关键问题。本文利用铸造和去合金化技术制备出了纳米多孔锗、纳米多孔锑、红磷@Ni-P核壳纳米结构以及铋纳米棒一系列高性能锂/钠离子电池负极材料,可以大规模制备。首先,利用快速凝固技术制备A171.6Ge28.4前驱体,将其放入5 wt%的盐酸溶液中去合金化处理,利用XRD、SEM、TEM等手段研究了 A171.6Ge28.4前驱体去合金化机理,随去合金化时间(0.5 h,2 h,6 h,10 h)的增加前驱体中的铝不断和盐酸反应进入溶液,前驱体中孔隙逐渐增加,最终形成了纳米多孔锗。作为锂电池负极材料其内部的纳米多孔结构既可以缓冲充放电过程中带来的体积变化又可以增大电极与电解液的接触面积,具有高的容量、优良的循环和倍率性能,电流密度为160 mA g-1循环160周后容量依然可以保持1191 mAh g-1。当电流密度增大为480 mA g-1,800 mA g-1以及1600 mA g-1时,容量分别为1020 mAh-1,910 mAh g-1,767 mAh g-1。其次,利用化学去合金的方法成功实现了纳米多孔锑形貌和锑颗粒尺寸的可控制备。通过调控前驱体铝锑合金的成分(A130Sb70、Al20Sb80、Al90Sb10、Al70Sb30以及A155Sb45(at%))获得了珊瑚状纳米多孔锑(NP-Sb70)、蜂窝状纳米多孔锑(NP-Sb80)以及不同尺寸大小的锑颗粒(Sb10、Sb30以及Sb45),并且可以大规模制备。其中珊瑚状纳米多孔锑(NP-Sb70)具有高的孔隙率和强的结构完整性,高的钠离子和电子传输转移速度,其内部的多孔结构既提高了电极与电解液的接触面积,又能够缓冲在充放电过程中电极嵌钠和脱钠带来的体积变化,作为高性能钠离子电池负极在电流密度为100 mA g-1循环200周后依然可以保持573.8mAh g-1的容量,同时具有优良的倍率性能(电流密度为1320、3300mAg-1时容量分别为510、420 mAh g-1)。这个灵活的策略为大规模制备高性能钠离子电池电极材料以及纳米材料结构优化提供了新思路。然后,本文结合快速凝固技术和去合金化技术制备了铋纳米棒束,作为钠离子电池负极材料其具有高的比容量、优良的倍率性能以及循环性能。在电流密度为50 mAg-1循环150周后依然可以保持301.9 mAh g-1的比容量,当充放电电流密度为100,500,1000以及2000 mA g-1时其比容量依然可保持292.5,211.8,142.6以及102.3 mAh g-1。其优良的电化学性能是因为阵列铋纳米棒束具有快速的离子和电子传输速度,这个灵活的策略为大规模制备高性能钠离子电池电极材料以及其他的能量存储系统开辟了新途径,同时也为制备一维纳米阵列结构提供了新的指导方案。最后,本文结合化学镀技术和去合金化技术实现了非晶红磷-镍磷纳米核壳结构的微纳尺度调控,作为钠离子电池负极材料,表现出了优异的钠存储性能,深入研究了其离子扩散、电子传输机制以及非晶镍磷合金的去合金化机理。Ni2P在红磷的表面原位生成,增强了非晶Ni-P壳与红磷的结合强度,电极结构完整性高,抑制了嵌钠过程中红磷体积膨胀,通过调控去合金化的时间可以调控红磷表面Ni-P非晶壳的厚度,探究电极电子和离子的最佳传输性能,进而调控电极材料的电化学性能,本文也提出了非晶Ni-P合金的去合金化机理,最佳性能的RP@Ni-P电极的在充放电电流为260 mA/g循环200周后容量依然保持1256.2 mAh/g,具有高的倍率性能和优异的循环性能,其在充放电电流为5 A/g时,循环2000周后容量依然保持409.1 mAh/g。RP@Ni-P核壳结构可以宏量制备,作为钠离子电池负极材料具有良好的应用前景,该成果为核壳纳米结构的合成优化提供了新策略。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-21)
李慧明,谢刚,李荣兴,俞小花,侯彦青[9](2018)在《稀土镁合金、AZ31及AZ91负极材料耐腐蚀性能及放电行为的比较》一文中研究指出通过对动电位极化曲线、电化学阻抗谱图、SEM形貌的分析,研究了AZ31、AZ91和稀土镁合金在8.0%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀行为。并将上述叁种镁合金组装成电池,在8.0%Na Cl溶液中进行恒流放电测试。结果表明:叁种负电极的耐蚀性是稀土合金>AZ31>AZ91;浸泡48 h后稀土镁合金的表面裂纹最少,腐蚀程度最轻,而AZ91负极的腐蚀程度最严重,表面裂纹较深;稀土合金的放电时间最长,达到800 min,AZ31为710 min,AZ91为660 min。(本文来源于《热加工工艺》期刊2018年10期)
曲晓雷,蒲凯超,高明霞,刘永锋,潘洪革[10](2018)在《Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化》一文中研究指出Si作为一种新型锂离子电池负极材料,具有理论比容量高、来源丰富、成本低廉、安全性能好等优点,近年来备受关注。但其在充放电过程中会产生巨大的体积变化而使得材料粉化严重,导致循环过程中容量迅速衰退,难以满足实用化的需求。纳米化和合金化是改善Si负极材料的有效途径,纳米化能够有效缓解材料嵌脱锂过程中体积变化造成的机械应力、缩短锂离子的迁移距离,从而明显改善Si基材料的电化学循环稳定性能;合金化可以减小材料在脱嵌锂过程的体积变化率、提高材料的电导率,也可以延长Si基材料的循环寿命。此外,Si合金的振实密度高、制备工艺简单,有利于规模化应用。在简要综述最近5年在Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化方面的研究进展的同时,重点关注了不同纳米结构和合金化方法对其电化学储锂容量、倍率性能和循环稳定性能的影响。(本文来源于《中国材料进展》期刊2018年04期)
合金负极论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
在传统热电池负极材料Li-B合金中,加入Mg元素能够提高极片的抗氧化性、抑制自放电,并能够有效提升热电池的放电稳定性。在锂二次电池负极材料Li-B合金中掺杂Mg元素,制备获得Li-B-Mg合金,通过Li-Mg固溶体强化LiB化合物骨架结构,缓解坍塌问题。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电化学充放电测试和交流阻抗谱对两种合金的物相、形貌、电化学性能进行了表征。结果表明,Mg元素对Li-B合金的放电性能有所提升,并能够一定程度支撑LiB纤维骨架结构,缓解坍塌问题。这对于Li-B合金作为锂二次电池负极的潜在材料有一定的奠基作用。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
合金负极论文参考文献
[1].颜雪冬,曹长河,赵亚,马伟华,谢文凤.基于硅合金负极的软包装锂离子电池性能研究[J].分子科学学报.2019
[2].归伊娜,刘志坚,陈立宝,黄海峰,宁慧龙.Mg对锂二次电池负极Li-B合金中骨架结构与性能的影响[J].功能材料.2019
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[4].朱雨婷,罗明,刘娜,肖月,王鸣.高端耐用全固态锂电池Sn-Ni合金负极薄膜材料制备及其电化学性能研究[J].广东化工.2019
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[6].张雪珂.自支撑碳/铁基合金杂化纳米纤维膜锂离子电池负极的制备及储锂性能研究[D].江苏科技大学.2019
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[9].李慧明,谢刚,李荣兴,俞小花,侯彦青.稀土镁合金、AZ31及AZ91负极材料耐腐蚀性能及放电行为的比较[J].热加工工艺.2018
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