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本发明属于能源材料及能源转换技术领域，尤其涉及一种硅基锂离子电池复合负极材料、使用该材料的负极和锂离子电池。一种含双乙二酸硼酸锂的硅或硅合金复合锂离子电池负极材料，该负极材料按质量百分比含有1%~20%双乙二酸硼酸锂（LiBOB）。采用本发明的负极材料通过在硅或硅合金‑碳复合锂离子电池负极材料中添加双乙二酸硼酸锂获得，或在制备该电池负极材料过程中同时引入双乙二酸硼酸锂获得。该电池负极材料，其首次充放电容量最高可达1800~2000毫安时每克，100次循环后容量可达1200~1500毫安时每克，容量保持率达到69%~85%。
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本发明属于锂离子电池技术领域。本发明公开了一种低温型锂离子电池电解液，其由溶剂、锂盐和添加剂组成，锂盐为混合锂盐，其包含六氟磷酸锂或四氟硼酸锂中的至少一种及特殊锂盐，特殊锂盐由双氟二草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂或二氟磷酸锂中的至少一种组成；特殊锂盐在电解液中的重量百分含量为0.5％～5.0％；本发明还公开了一种包含上述低温型锂离子电池电解液的电解液。本发明通过上述组分的必要和选择性添加联用，可以达到本发明的目的，协同改善电解液的低温性能，不损失高温性能，拓宽了锂离子电池应用温度范围，一定程度上降低环境对电池性能发挥带来的影响。本发明提供的电解液，可以满足在低温下充电，有别于目前通常要求的低温放电性能。
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本发明涉及固体锂电池的技术领域，公开了一种高安全性的锂复合负极片及其制备方法、固体锂电池。一种高安全性的锂复合负极片，包括注锂三维多孔氧化铜基片、包裹三维多孔氧化铜基片的锂层以及包裹修饰在锂层外侧的氯化聚多碳烯酸/g‑C3N4。氯化聚多碳烯酸/g‑C3N4提供与锂反应的位点，促进锂离子传输并抑制锂枝晶生长；锂在三维多孔氧化铜基片内体积膨胀被限制，增强充放电过程中锂的稳定性；氯化聚多碳烯酸和金属锂反应，形成高弹性和离子导电的氯化聚多碳烯酸/锂界面，提升SEI界面稳定性；从而有效提升了负极片的电导率和循环寿命，安全性提升。
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本发明公开了一种锂离子电池负极材料及其制备方法，所涉及的材料为三氧化钼/二硫化锡核壳结构纳米线。该材料采用两步合成方法：以四水钼酸铵为钼源，通过水热法合成了三氧化钼，之后用乙醇分散三氧化钼，五水四氯化锡和硫代乙酰胺加入其中，并将混合物放入水浴加热且保持磁力搅拌；然后，使用无水乙醇和去离子水离心洗涤产物，并将产物真空干燥，之后将样品在氩气气氛下煅烧，得到该负极材料。利用上述方法制备得到的三氧化钼/二硫化锡核壳结构纳米线具有结晶性好、样品均一度高、工艺简单等特点，可大规模应用于锂离子电池负极材料。锂离子电池测试结果表明，该负极材料在循环100次后仍能保持478mAh/g的可逆容量，高于石墨的理论容量(372mAh/g)。
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本发明涉及一种锂电池用磷酸铁锂复合材料的制备方法。现有方法制备的产品碳包覆不够均匀或纯度不够。本发明方法首先将可溶性锂化合物溶解于去离子水中配制成锂离子浓度为0.3～0.9mol/L的含锂溶液,加入氧化石墨烯,搅拌分散后加入磷酸和亚铁盐,形成混合溶液;然后将混合溶液置于不锈钢反应釜中在180℃～220℃下反应1～4小时,反应液过滤后,经洗涤、干燥后得到磷酸铁锂/氧化石墨烯复合材料,最后充氢气进行还原反应,得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料。本发明方法获得的磷酸铁锂/石墨烯复合纳米材料复合均匀,极大地提高磷酸铁锂的导电性,成功解决了磷酸铁锂正极材料导电不良的缺点,提高了电池在大电流放电时的容量。
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本发明公开了一种高电压钴酸锂/钛酸锂电池，电池正极采用4.4V高电压钴酸锂，该材料可将充电电压提高至4.4V，从而具有较高的比容量（其比容量为185mAh/g，压实密度为4.2g/cm3），同时具有较高的稳定性，负极采用钛酸锂，电化学性能好，并对电解液配方进行了改进，从而使得电解液和电极界面更稳定。本发明的电池在拥有较高能量密度的同时具有良好的循环性能、安全性能、快速充电和低温充电能力，从而有助于推动钛酸锂电池在锂离子动力电池领域的发展。本发明还公开了一种高电压钴酸锂/钛酸锂电池的制备方法，步骤简单，可操作性强。
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本发明涉及硫化锂电池负极材料，旨在提供一种锂离子电池负极材料及其硫化锂电池的制备方法。其中负极材料的制备过程包括：SnO2的制备、SnO2-石墨烯复合材料的制备和SnO2-石墨烯-聚苯胺复合材料的制备步骤。本发明利用SnO2具有高的储锂比容量的特性，形成一种具有二氧化锡、石墨烯和聚苯胺分层结构的高容量的锂离子电池负极材料；利用硝酸铝为电解液添加剂而得到的溶胶电解液能够有效阻止聚硫穿梭，有效提高硫化锂电池的寿命。本发明的硫化锂电池有效避免大电流充电时出现金属锂枝晶，提高了硫化锂电池的安全性。由于硫化锂和SnO2都是高的容量材料，所形成硫化锂电池具有容量高、可靠性好的优点，可应用于电动汽车，以及光伏发电和风力发电的电力储存。
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本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种软包锂离子电池的化成方法及软包锂离子电池。该化成方法包括以下步骤：第一次充电：注液后3~24h，将锂离子电池充电至额定容量的0.05%~0.4%，充电时间为1~30min；第二次充电：注液后12~72h，将锂离子电池充电至额定容量的8%~30%，充电时间为3~6h；第三次充电：第二次充电后24~72h，将锂离子电池充至满电，充电时间为3~6h。本发明的化成方法通过在浸润期间引入小电流充电，能有效防止高能量密度的软包锂离子电池在化成过程中出现负极活性物质和集流体脱落的问题，从而获得兼具高能量密度、长循环寿命和高良品率特点的软包锂离子电池。
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本发明的用于锂离子电池正极的磷酸钒锂复合材料,是由多壁碳纳米管改性的无定形碳原位包覆Li3V2(PO4)3表面形成的粉末,按质量百分比含有:95%～98%的Li3V2(PO4)3,2%～5%的碳。其制备方法:按Li3V2(PO4)3的化学计量比将原料Li2CO3、NH4H2PO4和NH4VO3混合,加入多壁碳纳米管和聚乙烯醇,再加入无水乙醇在球磨机上球磨混合后,在氩气气氛中煅烧,即可。本发明的磷酸钒锂复合材料用于锂离子电池正极,充放电容量高,循环稳定性好。高倍率性能优异,材料导电性高。适合给便携式电动工具、电动摩托车以及电动汽车等提供动力能源。
本发明公开了一种基于Takagi‑Sugeno模糊模型的锂电池荷电状态估计方法，包括建立锂电池的二阶等效电路模型,并将二阶等效电路模型线性化，得到若干子线性模块模型，并为每个子线性模型选择合适的隶属度函数，并进行归一化处理后，设计出系统的观测器，最后求解线性矩阵不等式，获得观测器的反馈增益，从而得到获得锂电池的荷电状态。本发明将线性化的分析理论和方法引入锂电池SOC的估计中，避免直接对非线性锂电池模型进行分析和观测器设计，并相比传统的锂电池荷电状态估计方法具有更高的精度。
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本发明公开了一种无需球磨混料制备磷酸铁锂材料的新工艺，该方法包括:将单质铁源、柠檬酸和其它有机酸按一定摩尔比在一次水中混合并静置进行反应12～48小时；然后与铁源成一定摩尔比加入锂源和磷源并用氨水调节pH值至5～7之间，在水浴加热、搅拌条件下反应一定时间后放于烘箱中在80～160℃条件下烘干5～10小时；随后将得到的固体产物在非氧化性气氛中，以14℃/min加热速率升温于600～900℃恒温焙烧2～18h，然后以10℃/min降温速度冷却至室温，制得LiFeP04/C粉末。本专利合成磷酸铁锂材料的工艺简单易行，制备出的磷酸铁锂晶体结构好、比容量高、产品性能稳定，适合进行工业规模化生产。
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本发明涉及硫化锂电池技术，旨在提供一种用于铝/硫化锂电池的硫化锂/碳复合材料的制备方法。包括：将硫酸锂溶液与碳源溶液搅拌混合后，滴入液氮中进行闪冻，得到球形颗粒；然后冷冻真空干燥，得到前驱体；在N2气氛保护下，将前驱体升温保温h，使前驱体中碳源材料完成碳化，并原位还原硫酸锂得到碳包覆硫化锂；随炉冷却后研磨粉碎，得到硫化锂/碳复合材料。本发明得到的高载量硫化锂/碳复合材料，其薄壁多级孔碳具有比表面积大和大孔容的特点，能提高承受充放电过程因硫与硫化锂的体积差所产生的体积膨胀。多级孔碳比表面积大，导电性好，具有极高的硫化锂担载能力，特别适用于大容量硫化锂电池的正极材料，具有市场竞争力。
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本发明涉及负极补锂方法及锂离子储能器件的制作方法，所述锂离子储能器件的制作方法，包括步骤：S1、制作多孔负极带；S2、将两卷多孔负极带和一卷金属锂电极层堆叠在一起，经过预压后形成夹层结构的负极极片；S3、制作形成锂离子储能器件。所述负极补锂方法：采用外部电源的控制方式进行补锂，负极极耳接外部电源的正极，金属锂电极接外部电源的负极，然后采用恒电流、恒电压或恒功率中的一种或两种以上的测试方法进行补锂。本发明的有益效果是：本发明采用双面镀铜薄膜作为基材单面涂覆负极活性物质，虽然双层镀铜薄膜集流体体积增加了，但是由于材质质量轻可以很好地保证电池的能量密度。
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本发明涉及一种锂离子电池结构，包括：电芯和富含锂离子的电解液；所述电芯由隔膜、负极极片和正极极片按照隔膜、负极极片、隔膜、正极极片的顺序卷绕形成；所述富含锂离子的电解液注入到电芯中；负极极片由集流体、集流体上涂覆有活性物质的涂覆区、未涂覆活性物质的集流体留白区和尾部补锂区构成。本发明的有益效果是：本发明在负极极片集流体上设有涂覆区，负极极片的集流体留白区和含锂材料相结合形成尾部补锂区，通过电解液实现补锂；避免了高活性锂源与负极直接接触所造成的热量积累，同时和现有的锂离子电池制备工艺兼容性好、效率高、无安全性问题，适合产业化批量生产。
本发明提供了一种双氟磺酰亚胺锂/1,3‑二氧五环锂电池凝胶电解液及其制备方法和电池，属于锂电池技术领域。以双氟磺酰亚胺锂和1,3‑二氧五环作为前驱体，将双氟磺酰亚胺锂溶解于1,3‑二氧五环中混合均匀，混合液中双氟磺酰亚胺锂浓度为3‑4molL‑1；然后密闭放置，使混合液中的1,3‑二氧五环在双氟磺酰亚胺锂催化作用下逐渐发生聚合反应，形成凝胶电解液。此凝胶电解液具有电化学窗口宽，对锂金属负极稳定，且具有抑制锂枝晶生长效果好等优点，可极大地提高锂金属负极的循环效率。本发明的制备工艺简单，原材料价格便宜，能耗低，适合于大规模工业化生产，对多种正极材料的锂金属电池，如：锂‑硫电池，锂‑磷酸铁锂电池，锂‑钴酸锂电池，锂‑空气电池等也是适用的。
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本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池用硅负极片的锂化方法，通过辊压将锂箔厚度方向上的1/3～2/3的部分嵌入硅负极片，并通过电池活化使锂箔释放锂浸润硅负极片以实现硅负极片的锂化，辊压温度25～40 ℃，锂箔的厚度为3～25 um，锂箔的质量为提升目标首次效率所需的理论计算用量的1.0～1.2倍。锂箔厚度方向上部分嵌入硅负极片中既保证锂箔与硅负极片之间紧密固定，同时避免锂箔与硅负极片贴靠的一侧不能被硅负极片完全利用，导致锂的枝状结晶出现，造成锂利用率低。经锂化后的硅负极片可将锂离子电池的首次效率提升10～15%，循环50次后的库伦效率为99.5～99.9%。
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本发明涉及锂离子电池领域，旨在提供一种聚硫化铝锂有机溶液及以其为阴极液的聚硫化铝锂电池。该聚硫化铝锂电池包括接有正极端子的正极、隔膜和接有负极端子的负极，正极与隔膜之间、负极与隔膜之间分别设氟橡胶密封圈；隔膜为Li+型全氟磺酸树脂膜；负极为压合了金属锂片的铜膜，且金属锂片表面具备氢化锂层；正极以泡沫镍为正极材料，泡沫镍中充填了聚硫化铝锂有机溶液作为阴极液。本发明具有很好的充放电循环稳定性和高倍率充放电性能，极大提高了电池的能量密度和功率密度。负极的氢化锂保护层在干燥的空气中稳定，有利于提高电池生产的安全性。锂负极能抑制电池充放电过程中负极上锂枝晶的产生，提高电池的可靠性和使用安全性。
本发明涉及一种具有准分子紫外灯辐照修饰ZnO的腈纶基锂锂硫电池夹层材料及其制备方法，属于储能体系器件材料技术领域。具有准分子紫外灯辐照修饰ZnO的腈纶基锂锂硫电池夹层材料的制备方法方法包括以下步骤：腈纶纱线溶解在DMF中，充分搅拌，静电纺丝，高温碳化，得到碳纤维膜，再通过在锌盐的水溶液中进行准分子紫外灯辐照，干燥退火后得到修饰有ZnO的碳纳米纤维薄膜。本发明制备材料来源环保，流程短且绿色安全，高效清洁。所制备的修饰有ZnO的碳纳米纤维薄膜做为锂硫电池的夹层，该夹层不仅可以物理阻挡多硫化物且能通过高效有力的化学吸附固定多硫化物，使得活性物质能高效利用，从而提高锂硫电池的电化学性能。
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本实用新型涉及一种12V磷酸铁锂锂离子启动电池,属于一种启动电池。目前没有新型环保、高能、长寿命、无障碍替换能力强的启动电池。本实用新型包括盒体,固定在盒体上的盖体,固定在盖体上的正极端子和负极端子;其特征是:还包括设有正极和负极的电池组合体,一端固定在正极端子上、另一端固定在正极上的正引线,一端固定在负极端子上、另一端固定在电池组合体的负极上的负引线,安装在盒体中的电池支架,至少三个支撑垫;电池组合体由四块锂离子电池串联而成,电池组合体安装在电池支架上,相邻两块锂离子电池之间均垫有支撑垫。本实用新型结构设计合理,节能环保,使用寿命长,放电性能好,能够与设备中现有使用的启动电池无障碍替换。
本发明提供了一种锂离子电池硅基负极粘结剂、锂离子电池硅基负极及其制备方法、锂离子电池。粘结剂包括硅烷偶联剂或硅烷偶联剂与水系粘结剂的复合物。锂离子电池硅基负极包括硅基材料、导电添加剂、石墨材料及粘结剂。硅基负极的制备方法为将向原料中添加水做成浆料，涂覆在集流体上，经烘干获得。锂离子电池包括锂离子电池硅基负极。本发明由于硅烷偶联剂的羟基可与硅颗粒形成一定的化学键，从而保证与硅颗粒之间的有效接触；也可与铜箔集流体形成弱的化学键，使硅颗粒与铜箔之间也有较好的粘附力，因此该粘结剂具有良好的粘结性及一定的柔性，在循环过程中可在一定程度上抑制极片的体积变化，并有效保持活性材料与集流体之间的粘附力。
本发明公开一种用磷酸铁直接锂化制造锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的方法,将氢氧化锂溶于水,与符合化学计量比的市售磷酸铁配成均匀的悬浊液,将该液体烘干去掉水分后加入导电剂,用混料机粗混。然后经气流粉碎机混合。将混合好的物料用压力机紧密压合,在还原气氛下烧结,即得到目标产物。产物过筛、分级得到磷酸亚铁锂成品。该产品避免了纯粹机械混合时容易出现的混料不均匀问题,且用还原性气体实现物料的整体均匀反应,产品粒径均一,晶相纯净,电化学性能稳定,且可实现稳定的大批量生产。
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本发明公开了一种锂离子电池预锂化装置及预锂化方法，包括盛装有电解液的容器、电源、计时器、调节器、铜板、铜网以及锂箔，铜网一侧与铜板转动连接，另一侧与铜板卡扣连接，锂箔设置在铜板与铜网之间，铜板、铜网设置在电解液中，电源负极端与铜板电连接，电源正极端与待预锂电芯连接，计时器、调节器分别串联在电路中。本方案中调节器用于调节充电电流的大小，铜板起到集流体作用，铜网具有大的比表面积和宏观孔洞结构，使得锂离子流均匀化，降低局部电流密度，锂箔通过铜板与铜网卡扣固定，锂箔更换简单便捷，操作方便且易于在产业化中大规模应用；计时器在充电达到指定值时断开电路，避免过度嵌锂。
本发明公开了苯胺黑作为锂离子电池负极材料的应用以及锂离子电池负极、锂离子电池。本发明提供的苯胺黑用作锂离子电池负极材料，具有成本低、容量高的特点。本发明提供了一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池负极，改善了有机物导电性差的问题，进一步提高了容量。本发明还提供了一种以苯胺黑作为锂离子电池负极材料的锂离子电池，具有良好的循环性能和优异的倍率特性。
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本发明公开了一种采用碳酸氢锂为锂源的锂电池正极专用材料的制备方法，采用高纯碳酸氢锂为锂源，首先将M金属的氢氧化物M(OH)x(x＝1,2,3……)按一定摩尔比加入高纯碳酸氢锂溶液中，进行搅拌，保持一定的真空度，控制搅拌时间和蒸发温度，待溶液变成浓稠状态时，升温常压蒸发，待前驱体完全干燥后，进行高温焙烧。本发明的有益效果为：直接采用高纯碳酸氢锂溶液作为锂源，制备的出的前驱体中活性组分分布均匀，结晶性能好，充放电比容量大。
本发明属于纳米材料技术领域，涉及锂离子电池的制造方法，公开了一种制备碳纤维改性锂离子电池正极磷酸铁锂材料的方法，包括以下具体步骤：冷冻步骤：将纤维素冷冻；混合步骤：将冷冻的纤维素和磷酸铁、碳酸锂混合；加热步骤：将混合后的纤维素碳酸锂和磷酸铁加热得到用于制备正极的磷酸铁锂材料，还公开了一种使用上述方法制得的磷酸铁锂材料，以及使用该磷酸铁锂材料制得的电池正极以及相应的电池。本发明的优点在于，提出了一种可用于锂离子电池的具有良好的倍率和低温性能的碳纤维改性磷酸铁锂材料的制备方法，具有较高的应用价值。
本发明公开了一种防止预锂化负极局部补锂过量的添加剂及其方法与锂离子电池，添加剂为带氧化性的阴离子添加剂。本发明的添加剂在电解液中加入带有氧化性的阴离子添加剂，这些带有氧化性的阴离子添加剂可以和金属Li发生氧化还原反应，将金属锂氧化成Li+。因此补锂过程除了靠近石墨的金属锂在电解液中发生电化学氧化反应以外，靠近溶液侧的金属锂可以同时与这些阴离子反应，其产物均为Li+。在循环过程中，局部补锂过量区域析出的锂虽然无法通过电化学氧化反应转化为Li+,但可以通过化学氧化转化为Li+。
本发明属于电化学材料领域，尤其涉及锂电池电解液，该锂电池电解液的应用，以及含有该电解液的锂氧电池。本发明所述电解液中含有硫代乙酰胺；所述硫代乙酰胺分子式为CH3CSNH2；其用于锂氧电池，并且所述硫代乙酰胺的含量为1～10 wt%。本发明通过电解液的改进，能够非常有效地提高锂氧电池的电化学性能，在倍率性能和循环性能方面均能够产生非常显著的优化效果；锂氧电池的极化被显著抑制，充电过程过电位产生了非常显著的下降；实际商业化的成本低、难度小，适于推广并进行规模化的生产。
本发明提供一种预锂化程度可控的锂离子电池负极极片的预锂化方法及装置。该方法是在惰性气氛下，将涂有负极材料的极片与金属锂片组装成半电池模型，在半电池两极之间连接一定阻值的电阻，通过电池对外放电进行预锂化，并连接电压表监测两极电压。通过控制电阻阻值、锂化时间、两极电压等达到可控的预锂化目的。预锂化一定时间后，极片无需干燥，所使用的电解液无需更换，可直接与正极极片装配成全电池。经该方法预锂化之后的电池，在0.5～1.0A g‑1的电流密度下充放电，首周效率可达90％～100％。这种方法操作简单，成本低廉，预锂化均匀性好，预锂化程度可控，预锂化之后无需更换电解液及干燥极片，适合工业化推广使用。
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本发明公开了一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极及锂离子电池，其中所述锂离子电池正极材料包括正极活性材料磷酸铁锂(LiFePO4)和添加剂，所述添加剂为LiNixCoyAl1‑x‑yO2，其中0.8<x<0.92，0.018<y<0.036，其中添加剂的添加量以锂离子电池正极材料的百分含量为基准，大于或等于16％且小于或等于19％。本发明同时还公开了一种由本发明所提供的锂离子电池正极材料制得的锂离子电池正极及锂离子电池。通过本发明所提供的锂离子电池正极材料制备的锂离子电池在一定程度上解决锂离子电池的过放问题。
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本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种锰酸锂‑钴酸锂动力锂离子电池，包括正极和负极，正极材料包括正极活性物质91‑93份，正极导电剂2‑4份，正极粘合剂2‑3份，溶解剂20‑30份；正极活性物质为锰酸锂‑钴酸锂复合材料；负极材料包括：负极颗粒材料94‑96份，负极导电剂0.9‑1.2份，增稠剂2‑2.4份，负极粘合剂2‑2.4份；所述负极颗粒材料具有核‑壳结构，核材料为人造石墨，壳材料为无定型炭。本发明正极材料与负极材料配合好；且负极材料颗粒小，负极材料在铜箔上的附着力和均匀性好，接触内阻低。制作成锂离子电池后，不但降低电池内阻，而且还能提高电池的低温性能、高温性能和循环性能。
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