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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明属于电池技术领域，具体涉及一种包含钛酸锶介电薄膜组件的车用电池制备方法及电池，包括采用阳极材料、阴极材料、电解质和导电剂；通过混合压制和烘干处理得到阳极和阴极，并与电解质隔膜堆叠形成多层叠层，密封注入电解质得到电池基础器件；通过磁控溅射制备介电薄膜组件并与电池基础器件连接，得到包含钛酸锶介电薄膜组件的车用电池，介电薄膜组件可与车辆制动系统、车用电子设备相连接，实现动能回收和对对电子设备的瞬时供电；本发明的车用电池具有优良的介电性能和稳定性，可实现动能回收或电子设备供电，使用场景灵活，动能回收高效和可靠，供电稳定，并能应用于大功率车用电子设备。

主权项：1.一种包含钛酸锶介电薄膜组件的车用电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）电池基础器件原料准备：准备阳极材料、阴极材料、电解质和导电剂；步骤（2）电池基础器件电极制备：将阳极材料与聚合物粘合剂和导电剂混合，在导电基片上涂敷成片，并进行压制和烘干处理得到阳极片；在阴极材料中添加聚合物粘合剂、导电剂和溶剂获得阴极浆料，涂敷在导电基片上，经过压制和烘干处理形成阴极片；步骤（3）将阳极片、电解质隔膜和阴极片进行堆叠形成多层叠层结构；步骤（4）将多层叠层结构置于电池壳体中，并进行密封，注入电解质后得到电池基础器件；步骤（5）介电薄膜组件制备：在基材上通过磁控溅射形成钛酸锶介电薄膜；通过控制溅射时间和功率来控制介电薄膜的组分和厚度，以确保符合设计要求；磁控溅射方法具体为：采用锶钛合金靶材作为第一靶材，铌氧化物靶材作为第二靶材，采用双靶材双靶枪的方式进行薄膜磁控溅射制备，薄膜中的氧来自铌的氧化物靶材，并且通过在磁控溅射过程中通入的氧氩混合气体来补充剩余的氧；在固定的第一气体流量下，通过实验确定第一靶枪的基准功率和第一离子束基准入射角度，使在确定的基准能量入射功率下，，其中为纯钛靶材中钛原子的脱离速度，为纯锶靶材中锶原子的脱离速度；随后根据磁控溅射设备内部空间情况，确定第一靶材与基底之间的基准距离，并采用上述参数组合，通过实验确定第一靶材中锶元素的基准沉积速率；根据基准沉积速率，采用多元回归的方法，确定第二靶材和用以溅射第二靶材的第二靶枪的工艺参数，以及氧氩混合气体参数，使第二靶材中Nb原子的沉积速率和氧原子总沉积速率与基准沉积速率符合钛酸锶介电薄膜的预设比例；具体为：分别选择不同的第二靶枪功率、第二离子束入射角度、第二靶材与基底之间的距离，在固定的第二气体流量下，对第二靶材进行磁控溅射，获得其沉积速率，并建立回归数据集，数据集中的每条数据分别包括：沉积速率、第二靶枪功率、第二离子束入射角度、第二靶材与基底之间的距离，并以此为基础进行多元线性回归，得到各工艺变量与实际沉积速率之间的关系： （1）式中，为第二靶材中Nb原子的沉积速率，为第二靶枪功率，为第二离子束入射角度，为第二靶材与基底之间的距离，为铌沉积截距系数，为铌沉积功率权重系数，为铌沉积入射角权重系数，为铌沉积距离权重系数，为铌沉积误差项；根据确定的上述公式（1）选择对应的第二靶材和用以溅射第二靶材的第二靶枪的工艺参数，使第二靶材中Nb原子的沉积速率与基准沉积速率符合预设比例关系；在磁控溅射中，通过氧氩混合气体对薄膜进行补氧，确定混合气体中的氩氧比与氧沉积速率之间的关系，采用多元回归的方法，获得如下关系： （2） 为氧原子总沉积速率，为第二靶材中氧原子与铌原子的原子比，为氧沉积截距系数，为第一气体氧沉积权重系数，为第二气体氧沉积权重系数，为氧沉积误差项；通过光子烧结使钛酸锶介电薄膜固化后，沉积导电金属薄膜，形成两个表面电极，随后进行封装并集成IGBT芯片，得到介电薄膜组件；步骤（6）：将介电薄膜组件与步骤（4）得到的电池基础器件连接，得到包含钛酸锶介电薄膜组件的车用电池。

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