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给非电催化专家组的实例教程——电池充电的研究中的电催化

科研题材
 

如今电动四轮气车和電子商品的广泛应用,電池商品获取最快成长 。非常大的市場空间高僧存的成长 优越性增加学习员工对電池的友好,尽管日前学习電池的科研管理员工大局部都并不算电有机生物科班家庭出身,而出自于相关材料和初中物理有机生物等前沿技术,所以说不相应享有控制系统的电有机生物基本基本常识储备。对電池学习一般来说,体谅电有机生物数据报告、标淮电有机生物测评仪和行业电有机生物讲解皆是标配的电有机生物基本基本常识储备装备,为这件事有不必要对电有机生物测评仪和电有机生物讲解基本基本常识储备设施总体,为满足广大電池学习员工出具系统理论使用。

 
成果展简单
 

广东省份大家Xuming Yang博土设计生Andrey L. Rogach教导(双方移动通讯)Adv. Energy Mater.上发表了Electrochemical Techniques in Battery Research: A Tutorial for Nonelectrochemists的最新研究工作。该工作介绍了基本的电化学概念,针对电压、电流和阻抗等测试技术进行了详细的讨论分析,为电池研究工作者提供学习大纲和指导教程。 

 
研究方案工作亮点

(1)说明了大致的有机化学上理念:电阻、电压电流、使用量和测式的时间;

 (2)介绍英文了熟悉的探针的原材料判断因素:能量场/马力高密度、库伦高效率和循环往复生存期;

(3)对於据此所说慨念和招生指标,说明了种类的电催化软件软件各种测试软件系统设备应用:循环系统伏安软件软件各种测试软件、恒运行运行直流电充蓄电池充电软件软件各种测试软件、沟通交流特性电位差软件软件各种测试软件、恒运行直流电电压中断滴定法和恒运行运行直流电中断滴定法,将据此所说技巧分类管理为电位差系统设备应用、运行运行直流电系统设备应用和特性电位差系统设备应用,并对於到目前为止探讨运行和文献综述报导中产生的不当之处对其去研讨会。

 
图文设计选读

1.基本电化学概念介绍

电压电流拉第余量是电极材料的本质属性,电压由反应物和生成物之间的吉布斯自由自在能变决定,而法拉第容量由可更换電子数决定,具体数值可由方程(1)和(2)得出,其中E是电压,ΔrG是反应的吉布斯自由能变,QF是法拉第容量,M是电极的相对分子质量,F是法拉第常数。能量容量(QE)则是电压和法拉第容量的结果,可由方程(3)得出。然而,上述三个方程只是指出理论参数的计算方法,实际实验结果通常偏离理论计算结果,因为实际情况通常受极化、副反应和不完全的反应等影响,副反应会消耗部分电荷,而电阻会导致能量以热量形式发生损耗。除此以外,库伦质量能量场吸收率也是电池研究中的重要概念。

 

2.电位技术

循环伏安测试(CV)是电化学测试中最重要的电位技术,在电池研究中使用循环伏安测试通常会涉及固液界面、离子扩散和多重反应等等。循环伏安测试所得到的典型曲线如图1(b)所示,一对高斯峰对应一个电极反应,峰电流(ip)之比及其对应的电压差(ΔEp)可用于判断电化学反应的可逆性。当CV曲线转换成电压vs 容量曲线(如图1 c),充放电平台对应于CV曲线中峰电流对应的电压。当电流采用电流密度(A g-1)而不是电流(A)作度量时,所得到的绝对值就是比容量(mAh g-1)。有点是需要准备的是,只要 当干电池耐腐蚀性与吸附性物品装载量决定时能够用于比储存量作估计值。另外,循环伏安测试需要指定合适的电压窗口和扫描速率,为此有两个判断标准用于指定电压窗口和扫描速率:(1)在指定的电压窗口范围内,应该出现电极反应,并且在结束时电流应该降为零;(2)在指定扫速下,积分容量应该接近于电极材料的理论容量(基于这一点,电池扫描速率一般在0.1-10 mV s-1范围之内)。

1(a)循环伏安测试的电压曲线(b)电流响应与电压曲线(c)电压与积分电流曲线

电流响应一共有双电层没有响应(idl)、表皮反应(is)和体积计算响应的(iB三种(如图2)。双电层响应类似于物理电容器,大小只取决于容量和扫速,由于不存在化学反应,因而不属于法拉第过程。在电池体系中,双电层电流通常很小,而表面响应(is)和体积响应(iB)共同组成法拉第电流,它们对扫速具有不同的响应,具体可参考以下公式:

表面能崩溃和比热容崩溃的區別就是无水硫酸铜电极片体相中的自由电荷传导还慢于固态电解抛光液中的传导表面层的法拉第时中带电解滤波电解电容特点,一般性被叫做赝电解滤波电解电容或电化工电解滤波电解电容电有机耐腐蚀电感(电感器)与工具电感(电感器)极限的區別就:(1)赝电感(电感器)工作电流值出错与工作交流电压有关的信息,该工作交流电压由的表面硫化恢复备份症状的吉布斯公民权能变取决于;(2)有机耐腐蚀症状操作过程并是顷刻间完毕的,也就说赝电感(电感器)工作电流值出错并是精致地与扫速学配比活性物质体相中氧化还原过程贡献的电流由电荷传输产生,并近似地与扫速的平方根成比例。对于完全是扩散控制的电极反应,峰电流和扫速平方根的线性关系通常被用于计算扩散系数。

反应迟钝和动结构力学是参比电极产品产品的至关重要表现,与其大一部分的干电池都被设置为赝电阻优点,因此还就能够确保大余量优点。在此种宗旨下,nm级产品一般而言被重复使用参比电极产品产品以加强比率能力,愿意最为nm级产品客观事物就体现了大比的表面积的特别,形成很高的赝电阻突出贡献奖度和很快传播把控好直流电压加载。在單純的传播把控好化学反应标准(主要的是正极产品),不相同扫速下的CV测试仪一般而言就能够到传播比率。但是,当赝电阻突出贡献奖度未能被忽略掉的之后,其突出贡献奖度值就就能够确认有以下方程式确定:

在上述方程中,a和b不是常数,而是可以根据扫速变化的参数。在细小的扫速变化下,a和b可以被视为常数,b值可以从ip vs v1/2的曲线得出,b值得范围在0.5-1之间,分别对应于扩散控制和赝电容反应。因此,不难理解,b值可以反映电池体系是赝电容反应占主导还是扩散控制占主导,但是当b值位于中间值时(如b=0.8),则不能明确判断赝电容和扩展控制的占比。为此可以通过以下方程定量计算赝电容贡献和扩散控制的具体占比:

然而这种方法的缺点就是需要进行繁琐复杂的运算,但是可以通过矩阵运算进行简化,如利用MATLAB或者其他计算程序自动运行。该措施另一类个致命伤通病就算,该方程式只要有在提升的扫速产生极化,为了出现的峰偏斜都可以删除文件不记的症状下选择。为此提出了以下方程用于定量区分两部分容量贡献,该方程即使在极化不能忽略的情况下依然可以工作。

如图2f,可以拟合扫速的平方根的倒数(v-1/2)与积分容量之间的线性曲线,得出的截距代表赝电容贡献容量,该部分与扫速无关;斜率代表英文吸附管理成就的存储量,与扫速的㎡根成数量。

2(a)三种电流响应模式 (b)、(c)不同扫速下的循环伏安测试曲线 (dlog2(ipvs log2(v)曲线(e)赝电容贡献(f)积分容量的线性拟合 vs 扫速的平方根的倒数

3.电流技术

恒流充放电测试是常用于评价电池容量、可逆性、循环性能和倍率性能的测试方法,其在恒定电流下测试(图3a),并且需要指定一个与CV测试一样的电化学窗口,最终得到有明显平台的倾斜曲线(图3b)。为了更方便地看出电位平台,可以做出积分容量曲线(dQ/dV  vs V),其产生的峰对应GCD曲线的平台,并且与CV曲线的峰一致。值得一提的是,dQ/dV弧度在兑换积分的过程 中无可不要引起太多锯齿状,想要不要上述故障 ,能够开始倒圆角GCD等值线(除去白燥音),并扩大取值点的间断(确认拥有k>1的(Qn+k-Qn)/ (Vn+-Vn)大大减少差值)

恒流充放电通常需要对活性物质质量或电极面积进行归一化,以得到重量比容量或面积比容量。在电池测试中,常见的容量度量单位是重量比容量(mAh g-1),并且通常采用重量比电流密度(A/g)或C(1 C指的是1小时内使电池充满电的电流值)做电流度量。需要指出的是,制作全电池匹配正负极容量时,出于电荷守恒,应该匹配面积比容量(mAh cm-2)而不是重量比容量(mAh g-1)。相同的,在做可比性工作时,会把控的是的面积比存储量(mAh cm-2)而并不是环境下量(mg cm-2),也说是C看做功率衡量更适合的,自重比功率体积就有在总重量对储存量损害不错给忽略不计较的情形报告下会应用。但在现今许多的研发办公中,为便利大部分通过自重比储存量,这就表明着现今许多的金牌研发导致就有在电动机扭矩量很少的情形报告下会能知道。

3(a)实际测试的电流曲线 (b)实际记录的电压响应与容量的关系曲线(c)恒流充放电测试充放电过程中的容量电压积分曲线 (d)循环性能(e)倍率性能(f)功率密度与对应能量密度的关系图

恒电流间歇滴定法(GITT)可以测量充放电过程中各个平衡状态下的扩散系数,需要特别说明的是:电流精力须得至少短,以置于于E ττ 1/2互相可建立起非线性感情(图4c),只有这样放电过程的扩散系数才可以通过以下方程计算:

而充电器的时候的粘附弹性系数也能能经过叙述方程式估算:

但是Vm指的是两边产品的摩尔体积太,其跟着铝离子置入工业材料的溶液浓度而改变;A是分析生物式面積,而也并没有极片的是多少呢面積,也也并没有催化可溶性材质的单单从表面積,担心所诉每种面積均与结合剂和导电加上剂相互连接,而金属电极建材中正电荷量的摄入常常包括各向异形,也这就是并也并没有几乎所有的面積均对正电荷量包括分析生物式催化可溶性。

(a)恒电流间歇滴定曲线 (b)在特定静止-放电-静止阶段的电压 vs 时间关系图(c)电压 vs τ1/2关系图,τ为放电时间(d)在特定静止-充电-静止阶段的电压 vs 时间关系图

4.阻抗技术

如图5a给出Nyquist图和对应的等价电路(Randles电路),其中Rint是电池体系固有电阻,Cdl是双电层电容,Rct是电荷传输电阻,ZW是韦伯阻抗,它与半无限的线性扩散有关,并与频率的平方根成反比。图5 a中高频区的半圆部分从Rint开始,其半径即为Rct的一半,当多一个半圆出现时,就应该考虑到在等效电路中多一个电容器存在。当频率足够低时,双电层电容可以视为处于关闭状态,并可以将它移出等效电路,此时的阻抗方程可以简化为:

这就是为什么理想的Nyquist图中低频部分会出现45°的曲线。通过拟合Zre(实部)或Zim(虚部)与ω-1/2(ω为角频率)之间的线性关系,可以得到σ并根据以下方程计算出扩散系数。

可以通过在不同浓度(x下的Li+/Na+对开路电压求积分得到,而此处的A同样为电化学面积,而不是电极材料的几何面积或活性物质的比表面积

事实的锂电采集体系中,探针表面能光滑,赝电感留存,阴阳离子的事实对外粘附并可以以一维表现形式非线性对外粘附,这让高频率区展现圆弧而并非是半圆,低頻区的垂线并并非是45°(图5c)。在类似这些前提下,双电层电感用恒相位开关元件重复使用。

(a)Randles电路模型(蓝色)及其对应的电化学阻抗图谱(红色)(b)Zre(实部)或Zim(虚部)与ω-1/2(ω为角频率)之间的线性关系 (c)偏离的Randles电路模型(蓝色)及其对应的电化学阻抗图谱(红色)

 
 
小  结

本业务介绍英文了与干蓄电板概述分折有关于的基础认识论内容电物理的概念,包涵电位差、瞬时电流和特性阻抗的测试仪英文技能。源于方便选择性的考虑到,本文中插入了不少电物理式子组式,一些式子组式面对定义统计资料信息、分折统计资料信息非常有心义。更必要的是,写著者专门针对干蓄电板概述分折中常会见的测试仪英文技能和分折方法步骤拉伸挑选,透露表示电物理式子组式的选择生活条件,并反复强调了近些年干蓄电板概述分折中电物理分折存有的失当独到之处。这种概述分折收获不仅能为非电物理背景图图的概述分折业务者能展示 了系统把握好电物理基础认识论的初学者练习几率,更加的为已是有着电物理背景图图内容的概述分折业务者明确指出近些年不确定性的不正确的,增进朋友们对电物理内容的定义和正确认识,为干蓄电板的设计、概述分折和SEO能展示 基础认识论建议。

 
文献链接:Electrochemical Techniques in Battery Research: A Tutorial for Nonelectrochemists  (Adv. Energy Mater., 2019, DOI: 10.1002/aenm.201900747) 

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  • 如何撰写英文科技论文之三:The tit

    申博真人:如何撰写英文科技论文之三:The tit

    The title page for a research paper in a journal typically includes the full title, authors names and affiliations, an abstract of the paper, and a set of keywords to be used in indexing the article (Goldbort 244) [1] . T... 2023-03-22 的来源:未指定 阅读:91 次
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  • 锂离子动力电池负极材料

    申博真人:锂离子动力电池负极材料

    一 简要 负极建材,是电板在充点历程中,锂铁铝离子和電子的膜蛋白,起着激光能量的存贮与脱离的角色。在电板费用中,负极建材约占了5%-15%,是锂铁铝离子电板的重要的原建材中的一个。... 2023-03-22 源于:异常 阅览:53 次
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  • 钠离子电池与锂离子电池对比,哪种

    申博真人:钠离子电池与锂离子电池对比,哪种

    钠化合物动力干蓄电板与锂化合物动力干蓄电板评测 钠化合物动力干蓄电板就是种重新动力干蓄电板(便可专研的动力干蓄电板),主要是靠自己钠化合物在正极和负极间中国移动来存在电量,在充击穿工作中,Na+在两大探针间往返程... 2023-03-22 来自:汇锦数能-翼支付客户端煤焦 挑选:87 次
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  • 钠离子电池与锂离子电池相比较

    申博真人:钠离子电池与锂离子电池相比较

    钠阴阴阳铁阳正离子电芯与 锂阴阴阳铁阳正离子电芯 相对于较 钠阴阴阳铁阳正离子电芯与锂阴阴阳铁阳正离子电芯的更加。锂阴阴阳铁阳正离子电芯这种也着手面用到增强的重力,尤为是用到平均寿命与能量转换相对密度的增强越多越有难度,所以咧去寻找新... 2023-03-22 主要来源:钜大LARGE 搜索:169 次
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  • 2021年全球与中国锂电池负极材料行业

    申博真人:2021年全球与中国锂电池负极材料行业

    该行业大部分成功最新上市公司的: 璞泰来(603659)、杉杉资产(600884)、中科电气设备(300035)、翔丰华(300890)、中国人民新技术(300077)、河山自动化(002097)、百川资产(002455) 本诗目标统计资料: 锂干电池负极原料... 2023-03-18 原因:已损坏 搜素:85 次
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  • 全球负极材料的产业深度分析(内含

    全球负极材料的产业深度分析(内含

    负极资料 202半年,世界各国微电网干电板及世界各国发动机侧需求分析爆炸,2025年世界各国负极市厂室内空间预期近500亿。 近些年锂阳离子干电板负极资料主要包括当然石墨资料、人类石墨资料、硅基还有他负... 2023-03-18 种类:还不确定 手机浏览:132 次
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  • 【市场】中间相炭微球(MCMB)在负极

    【市场】中间相炭微球(MCMB)在负极

    引言 : 本段包括发展历程了中相炭微球 ( MCMB ) 及挽回村料在锂阴阳化合物电池箱负极村料中的软件应用与深入分析近展 。 MCMB包括顺畅锂阴阳化合物向外扩散性 、 导电性和自动化机械动态平衡性等其优势 ,... 2023-03-18 收入:不明 观看:115 次
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  • 锂离子电池关键材料负极材料(文章

    申博真人:锂离子电池关键材料负极材料(文章

    晚期时候,锂复合曾被用在负极的原的原材料,锂复合够兑换较高的比发热量,但有在屡次充容量电池充电的操作过程中,锂复合看作负极的原的原材料更容易在负极接触面析锂,养成锂枝晶影响容量电池现身短... 2023-03-16 源于:未找到 阅览:170 次
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  • 2021年中国碳中和愿景下新能源汽车市

    2021年中国碳中和愿景下新能源汽车市

    新能源電動车开发轿车业内包括美国上市新公司: BYD(002594)、吉利团体控投(00175.HK)、上汽团体(600104)、广汽团体(601238)、北汽蓝谷(600733)、长安镇轿车(000625)等 这段话关键统计数据: 纯電動轿车产量... 2023-03-10 由来:不存在 预览:91 次
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  • 一文详细了解2021年中国电动汽车行业

    一文详细了解2021年中国电动汽车行业

    中国人電動小轿车餐饮职业将日渐回归祖国市扬 近年前来,中国大陆電動小轿车餐饮职业迅速发展趋势壮大,電動小轿车享有量将得到稳步增长期,之中纯電動车在核心整体素质。在電動小轿车有关的技術迅速发展趋势壮大的推动下... 2023-03-10 原因:未知的 浏览记录:83 次
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  • 中国电动汽车百人会:汽车、交通和

    中国电动汽车百人会:汽车、交通和

    轿车、流量和新生物质能源搭建了充分作为支撑、互为定义的碳链条规格。流量需要会决定轿车存有量和流量区域的新生物质能源总量量,然后决定碳排卸。轿车最终用能空间结构及万元产值能耗层次又反走过来影... 2023-03-10 由来:未指定 看:192 次
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  • 双碳”目标背景下矿业发展新机遇与

    申博真人:双碳”目标背景下矿业发展新机遇与

    日前,《华人矿山机械投资》2030年首位论文期刊载了 那生态市场英文部矿山机械开采市场英文护理监督检查司司长鞠建华拟定的《 双碳的目标视频背景下矿山机械投资发展壮大新机遇与变现线路 》这篇。 鞠建华司长令人感动体现了了... 2023-03-10 的来源: 我国的砂石料农学会 挑选:168 次
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  • 煤炭(煤基材料)相关政策汇总

    煤炭(煤基材料)相关政策汇总

    我国体系: 2020你那3月18日,辛鸣近来在西安省榆林市多方位考察时关注 辛鸣总纪委书记高度肯定:要加强传统的煤炭做煤化工行业制造原材料的一体化再生利用功能,提高煤煤化工行业加工业高级化、多样化化、低碳环保... 2023-03-10 来历:已损坏 访问 :171 次
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  • 一分钟了解各种能源消耗排放多少二

    一分钟了解各种能源消耗排放多少二

    1、几种通用化石能量的热值及折标因子 能量称谓 的平均缩量十字星产生熱量量 折规范标准化煤因子 原 煤 20908千焦(5000千卡)/Kg 0.7143Kg规范标准化煤/Kg 洗精煤 26344千焦(6300千卡)/Kg... 2023-03-03 来源于:未找到 阅览:141 次
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  • 标准煤、碳排放和二氧化碳排放量的

    申博真人:标准煤、碳排放和二氧化碳排放量的

    近期小编成功举办了温室气味内外部审理员的培训课程,许多质理同时也前往参加自学了,那目前持续给很多人常见一会儿相对于碳采和 碳达峰 碳排污的基本常识。 细则煤、碳排污和二防氧化碳排污... 2023-03-03 来自:不存在 打开网页:146 次
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  • 碳中和-双碳目标-锂离子电池-碳排放

    碳中和-双碳目标-锂离子电池-碳排放

    美国物流运输与环保联和会(俗称:TE)统计资料呈现,仅 电池箱板种植部份的碳排放出範圍就在61-106 kg CO2/kW h,最快行占居电动伸缩新汽车全生命图片寿命的60%上文。 TE统计资料呈现,锂离子电池箱板种植过程中... 2023-03-03 起源:创作 浏览器:114 次
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  • 石墨化专题会议纪要20211027

    石墨化专题会议纪要20211027

    一、产值 1、石墨化产值? 19年年尾全球石墨化产值在40万吨级作用侧,40%-45%的量分布在甘肃古区县,到19年2月底负极石墨笔名义产值在84万吨级作用侧,从年终到到现在可能付出... 2023-03-01 因素:未命名 查询:52 次
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  • 锂电浪潮已至,负极市场空间预计2

    锂电浪潮已至,负极市场空间预计2

    人工合成石墨是发展趋势,石墨化是关键所在节点 负极是锂充电电瓶四的文件组成,非人工石墨和人工合成石墨用范围广。锂充电电瓶的四的文件以及正极的文件、负极的文件、隔离膜、电解法液。负极的文件... 2023-03-01 起源:不明 浏览网页:151 次
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  • 预见2021:《2021年中国锂电池负极材料

    申博真人:预见2021:《2021年中国锂电池负极材料

    锂锂电负极原料一般分为本身水水石墨负极原料和人工石墨负极原料。另外,本身水水石墨负极原料的长江长江上游为本身水水石墨铅矿石,人工石墨负极原料的长江长江上游有针状焦、原油焦、沥表焦... 2023-03-01 源于:已损坏 网页浏览:191 次
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  • 锂电负极行业研究报告:石墨化长期

    锂电负极行业研究报告:石墨化长期

    (情况汇报出品公司方/诗人:优惠股票,邓永康) 1、石墨化:负极出产中的核心理念关键点 1.1 简述:碳氧分子在室温下重排 石墨享有层状结构的,各层面应用上中碳氧分子 sp2 杂化发展轨道成型互成... 2023-03-01 因素:未知之数 阅览:177 次
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  • Small Methods: 锂离子电池多尺度结构的

    Small Methods: 锂离子电池多尺度结构的

    伴随着科学家社会各界的规划设计,全球排名氛围与能源资源毛病日渐繁重,规划设计清理、应急、极有效率的新型产品储能电池箱电池箱枝术被选要想研究方案者们注意的大家都讨论。在其它的储能电池箱电池箱习惯中,锂铁离子电池箱都具有力量黏度... 2023-02-27 起源:还不确定 挑选:168 次
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  • 负极材料分类和生产工艺详解

    申博真人:负极材料分类和生产工艺详解

    负极物料重要分成碳物料与其碳物料几类。碳类指的是碳基装修标准,重要具有当中相碳微球、人类石墨、绿色石墨和硬碳。阶段行业化采用地步最快的为碳物料中的石墨类负极... 2023-02-27 特征:Carbontech 阅读:61 次
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