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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 谁能解释一下锂电充电为什么要先恒流再恒压？
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chem.chen

铜虫 (著名写手)

[交流] 谁能解释一下锂电充电为什么要先恒流再恒压？

谁能解释一下锂电充电为什么要先恒流再恒压？恒压的目的是什么？恒压后为什么电流变小？新手，希望虫友们不吝赐教！呵呵
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1楼 2011-09-06 21:18:53
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百鬼夜行

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
帖子挺老了，但是后面的同学可能会搜到这个帖子。我结合实际商用的情况讲一下这个原因。大家有没有考虑过，为什么锂电池的行业标准是3.7V或者4.2V？不同的厂家添加的正负极材料和电解质的量是不同的，而电极的电动势，却是和正负极材料以及电解质的量有关的，既然这样每个厂家的电动势应该不同啊。大家应该知道，锂电池的电动势其实是由锂离子的浓度决定的，锂电池组装后，一开始负极材料是没有Li元素的，如果仅仅电解质和正极材料有Li元素，当然是不能构成锂离子的电化学反应的。所以在电池组装完成后，第一个事情就是充电，生产上叫化成，也就是激活的意思。通过外加电压，将正极材料的Li离子迁移一部分到负极材料，然后才能发生原电池反应。由于正极材料的Li离子已经足够多了，当采用一定的电流或者电压化成时候，迁移一部分到负极，也就是说，一定的条件下迁移到负极的锂离子是一定的，那么正负极的电动势技就能确定了。这就是锂电池电压大都一样的原因。我接下去说说化成的具体过程，以我们公司为例，一般一个客户要求是2000mAh，4.2V的锂电池，化成时大体过程是2000mA的恒流充电30-40分钟，接着恒压4.2V充电一段时间（这个过程电流从2000mA降至50mA,当然也不一定是50，有些产品可能是20）。这里还有一个问题，既然我们前面说了相同的激活条件，不同公司不同批次的产品，最后电池储存的电量是一样的，比如2000mAh，但是我们不能保证每一个产品经过生产后是完全一样的，也就是说同样的条件激活后，我们把每个电池都激活至2000mAh，其实最后的电压是有点轻微区别的，比如有些是4.19有些是4.21V，这些都是没关系的。这就是电池激活，其实也是首次充电的过程。
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30楼2014-10-20 13:08:57
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百鬼夜行

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
至于为什么要先恒流后恒压。首先要说的是，其实恒流和恒压，基本原理是一样的，都是激活而已，通过我们前面说的，都是通过电流充入电子而已，只是恒压过程是电流变化的。当你恒流时候，你就可以以稳定且较大的电流使反应进行，2000mAh为例，我们就可以以2000mA的大电流充入。随着反应的进行到一定程度，大约在30-40min时候，电极表面生成一层膜，造成了内阻的增大，以及内阻极化的明显增大，造成电极电势的偏离。这时候就要改用恒压充电，也就是之前说的4.2V，随着充电的进一步进行，反向电动势开始变大，整个电路的总电动势在减小，电路电流减小，从极化曲线可以看出，电流减小，极化电压变弱。加入我们一直以2000mA的电流充电1H，虽然我们可以激活到2000mAh的电量，但是我们得到的可能是极化非常严重的电极。但是在要出现内阻极化前一瞬间改用恒压，这种趋势偏离程度变弱不少。再说一下为什么先恒流后恒压。其实重点在于为什么后恒压，恒压4.2V放在最后，才能精确控制充电终止电压在4.2V终止，防止过充。
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31楼2014-10-20 13:21:38
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百鬼夜行

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
http://baike.baidu.com/view/10304417.htm?fr=aladdin这里是一张恒流恒压的充电坐标图。有一点忘了说了，哪个同学看到回复也许还有疑惑。大家可以看到，恒流充电到4.2V时还会恒压4.2V充电一段时间。有些人可能想问，继续充入电量，Li离子浓度变大， 岂不是不能保持4.2V了？其实在电电压达到4.2V的短时间内，只是离子大多数是在电极表面，只是电极表面的浓度满足电势而已，假如这时候停止充电，一段时间后经过充分扩散，电势将低于4.2V，因此还需要继续充电，当然对于2000mAh的电池来说，一般在恒压下电流为50mA时，差不多已经扩散完全，能稳定在4.2V左右。何况，一旦扩散完全，外电压也就4.2V，计算此时不拔掉充电器，也不会过充。至于为什么是降到50mA时差不多完成了充电，这是行业的实验测定的，所以很多充放电保护电路一般将这个电压定为50mA停止充电。
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32楼2014-10-20 13:44:14
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alonelan

银虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
说简单点，电池都有个内阻，恒流过程中由于电流较大，导致内阻分担的电压教大，电池可使用的电量变少。后面恒压过程中，电流不断下降，内阻分压降低，电池可用电量增加，接近额定值。
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33楼2014-10-21 10:46:56
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shang_qing

木虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
恒压充电的目的是为了防止过充电，当恒流过程终止时，电池内部的电化学极化仍然保持在整个恒流中相同的水平，恒压过程是在恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。
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2楼2011-09-06 21:29:46
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973007

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by dazhi7758 at 2011-09-07 08:53:35
因为极化，电池在为充满的时间就达到了额定电压，这个计划主要是浓差极化造成的。通过恒压过程来消除这部分极化，使电池充满。

麻烦请教一下，用arbin给电池充电，我先是5A电流恒流充电，充到48V然后48V恒压充电，不知道为什么电流在缓慢下降的时候突然下降，从3.3A直接跳到-0.36A，变成放电了，再过几十秒又从-0.36A跳到16A，又开始充电，这个异常的原因是什么呢？能帮忙解答一下吗？
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34楼2014-12-05 22:28:37
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973007

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
31楼: Originally posted by 百鬼夜行 at 2014-10-20 13:21:38
至于为什么要先恒流后恒压。首先要说的是，其实恒流和恒压，基本原理是一样的，都是激活而已，通过我们前面说的，都是通过电流充入电子而已，只是恒压过程是电流变化的。当你恒流时候，你就可以以稳定且较大的电流使 ...

可以请教一下吗，用arbin给电池充电，我先是5A电流恒流充电，充到48V然后48V恒压充电，不知道为什么电流在缓慢下降的时候突然下降，从3.3A直接跳到-0.36A，变成放电了，再过几十秒又从-0.36A跳到16A，又开始充电，这个异常的原因是什么呢？能帮忙解答一下吗？
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35楼2014-12-05 22:29:53
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普通回帖

dazhi7758

至尊木虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
因为极化，电池在为充满的时间就达到了额定电压，这个计划主要是浓差极化造成的。通过恒压过程来消除这部分极化，使电池充满。
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3楼2011-09-07 08:53:35
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ahde2006

金虫 (小有名气)
帖子真精彩!
已经收录到淘贴专辑《铁锂》
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4楼2011-09-07 09:11:52
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ahde2006

金虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
我做铁锂的，需不需要先恒流再恒压呢。我们老师没有告诉我啊，一直是恒流充的
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5楼2011-09-07 09:13:55
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chenhui1024

金虫 (正式写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
chem.chen(金币+2): 2011-09-07 09:36:20
如果你不做恒压，搁置一段时间，极化也是可以慢慢消除的，但电压会比你设置的小。而且恒压过程也是能增加一定容量的。所以最好加个恒压
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6楼2011-09-07 09:26:05
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chem.chen

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by chenhui1024 at 2011-09-07 09:26:05:
如果你不做恒压，搁置一段时间，极化也是可以慢慢消除的，但电压会比你设置的小。而且恒压过程也是能增加一定容量的。所以最好加个恒压

能解释的更详细点嘛？
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7楼2011-09-07 09:36:12
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chem.chen

铜虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by shang_qing at 2011-09-06 21:29:46:
恒压充电的目的是为了防止过充电，当恒流过程终止时，电池内部的电化学极化仍然保持在整个恒流中相同的水平，恒压过程是在恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。

能再解释详细一点吗？是怎么防止过充的，谢谢！
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8楼2011-09-07 10:58:56
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bluecat0000

铜虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
恒压是因为极化电位增加，使得充电电流越来越小，等到了你的设定值，认为充电完成，实际上是个恒压限流的浮充过程
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9楼2011-09-16 12:53:17
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xfzhang7

金虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
恒流充电在大电流情况很难使全部Li脱嵌，极化也好，反应动力学也好，都有影响。恒压充电只是使残余锂脱嵌而已，而不需要过充。
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10楼2011-09-16 13:58:34
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zerglsc

木虫 (正式写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
真正的原因是实际使用时就是这样的过程，我们都希望电池能尽可能的多充电，所以用恒压涓流充电，但是放电时是接负载的，负载要求电池必须具有一定功率的，因而放电只有恒流
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11楼2011-09-16 20:51:21
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午夜秋千

至尊木虫 (正式写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
6楼: Originally posted by chenhui1024 at 2011-09-07 09:26:05:
如果你不做恒压，搁置一段时间，极化也是可以慢慢消除的，但电压会比你设置的小。而且恒压过程也是能增加一定容量的。所以最好加个恒压

一般恒压或者静置多长时间呢
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12楼2011-09-17 11:36:16
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zerglsc

木虫 (正式写手)
引用回帖:
12楼: Originally posted by 午夜秋千 at 2011-09-17 11:36:16:
一般恒压或者静置多长时间呢

静置10分钟即可，恒压是靠电流来截止的，一般是恒流段电流的十分之一
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13楼2011-09-17 21:28:07
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416680992

木虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
各位大虾好，本人只做过恒流测试，恒压测试怎么做的啊？还望各位大虾不吝赐教!那个恒压程序难道是阶梯状的？
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14楼2011-09-20 12:35:55
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burlandi

禁虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
本帖内容被屏蔽
15楼2011-09-20 14:51:03
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buhaihong

新虫 (初入文坛)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
谢谢分享，先收藏了
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16楼2011-11-13 18:44:20
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电容小菜虫

金虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
有点类似于“化成”。
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17楼2011-11-14 10:10:58
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confidance

新虫 (初入文坛)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
各位大虾好，那放电过程该怎么设置呢？本人刚接触，望大虾指导
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18楼2011-11-17 17:09:41
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hewangcsu

铁杆木虫 (正式写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
学习了
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19楼2012-03-03 10:49:00
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shining5

银虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
学习一下
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20楼2012-03-05 14:18:23
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江上悲风

木虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
逐渐消除内部Li+的浓差极化
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21楼2012-03-05 14:49:22
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vivi_bian

铁虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1):谢谢参与
这也是我一直想弄明白的，感谢楼上虫友们的分享！
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22楼2012-03-07 13:55:49
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carolineelle

铁虫 (初入文坛)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
对于负极材料也是这样么？谁能说一下负极充放电测试的方法啊？
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23楼2012-03-20 12:48:48
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ojk123

新虫 (初入文坛)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
恒流一般是大电流充电，恒压一般是小电流充电，这样电池的容量基本才能发挥出来
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24楼2012-03-21 16:33:46
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hqhq555

金虫 (小有名气)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
因为存在电阻所以才要设置恒压充电阶段啊。
并且恒压充电阶段：当电流下降到恒流阶段的十分之一时停止充电。
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25楼2012-05-02 16:43:30
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yrm2000

铁杆木虫 (正式写手)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
受教了
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26楼2012-05-04 21:28:00
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shaobing117

铁虫 (初入文坛)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
恒压部分是为了去除极化
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27楼2012-05-07 11:33:28
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步千里

木虫 (著名写手)
★
chem.chen(金币+1): 谢谢参与
引用回帖:
1138866楼: Originally posted by shang_qing at 2011-09-06 21:29:46:
恒压充电的目的是为了防止过充电，当恒流过程终止时，电池内部的电化学极化仍然保持在整个恒流中相同的水平，恒压过程是在恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。

请问楼主，恒压充电的电压是不是应该设置为恒流充电的截止电压呢？电流要怎么设置呢？谢谢。
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28楼2012-05-09 17:02:49
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Fantasy2309

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
1138866楼: Originally posted by shang_qing at 2011-09-06 21:29:46
恒压充电的目的是为了防止过充电，当恒流过程终止时，电池内部的电化学极化仍然保持在整个恒流中相同的水平，恒压过程是在恒定电场作用下，内部Li+的浓差极化在逐渐消除，离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。

换句话说是此时电池内部的电阻增大了，所以电流减小了是吗？
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29楼2012-11-20 14:11:24
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973007

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
22楼: Originally posted by vivi_bian at 2012-03-07 13:55:49
这也是我一直想弄明白的，感谢楼上虫友们的分享！

可以请教一下吗，用arbin给电池充电，我先是5A电流恒流充电，充到48V然后48V恒压充电，不知道为什么电流在缓慢下降的时候突然下降，从3.3A直接跳到-0.36A，变成放电了，再过几十秒又从-0.36A跳到16A，又开始充电，这个异常的原因是什么呢？能帮忙解答一下吗？
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36楼2014-12-05 22:30:58
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973007

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
28楼: Originally posted by 步千里 at 2012-05-09 17:02:49
请问楼主，恒压充电的电压是不是应该设置为恒流充电的截止电压呢？电流要怎么设置呢？谢谢。...

可以请教一下吗，用arbin给电池充电，我先是5A电流恒流充电，充到48V然后48V恒压充电，不知道为什么电流在缓慢下降的时候突然下降，从3.3A直接跳到-0.36A，变成放电了，再过几十秒又从-0.36A跳到16A，又开始充电，这个异常的原因是什么呢？能帮忙解答一下吗？
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37楼2014-12-05 22:32:03
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973007

新虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
30楼: Originally posted by 百鬼夜行 at 2014-10-20 13:08:57
帖子挺老了，但是后面的同学可能会搜到这个帖子。我结合实际商用的情况讲一下这个原因。大家有没有考虑过，为什么锂电池的行业标准是3.7V或者4.2V？不同的厂家添加的正负极材料和电解质的量是不同的，而电极的电动势 ...

可以请教一下吗，用arbin给电池充电，我先是5A电流恒流充电，充到48V然后48V恒压充电，不知道为什么电流在缓慢下降的时候突然下降，从3.3A直接跳到-0.36A，变成放电了，再过几十秒又从-0.36A跳到16A，又开始充电，这个异常的原因是什么呢？能帮忙解答一下吗？
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38楼2014-12-05 22:40:46
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SZM南城无北

银虫 (小有名气)
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39楼2016-01-17 15:52:28
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安然自若

金虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
兼顾效率和电化学特性，还考虑设备能力。当然，如果在某个电压下做测试，就需要以恒压充电。
看探究目的吧。
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40楼2022-11-07 08:17:40
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