CN107464913B - 一种生产全固态薄膜锂电池的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池制造技术和真空镀膜技术领域，涉及一种生产全固态薄膜锂电池的方法和设备。本发明采用真空镀膜机在不暴露空气环境下，在基板上方制造单芯电池。电池结构采用N次重复的单芯电池堆垛单元，无需外加线路，结构上自然形成高电压薄膜锂电池，电池目前的实测稳定电压为6V‑100V；该电池在结构上分为两款：第一款是含有负极的高电压电池，第二款是无负极的高电压电池。本发明实现程序化往复镀膜，避免了暴露真空而导致薄膜受到空气污染，从而实现生产高电压薄膜锂电池制备的连续性和一致性。在生产过程中，各工序步骤可连续，无互扰，相对传统设备生产效率提高了30％以上。
Description
技术领域
本发明属于电池制造技术和真空镀膜技术领域，涉及一种生产全固态薄膜锂电池的方法。
背景技术
传统锂离子电池一般基于液态有机电解质和隔膜，在使用寿命内存在安全隐患。采用固态电解质替代电解液，发展全固态锂离子电池是解决电池安全隐患的最优方案之一。全固态薄膜锂电池是全固态锂离子电池目前最具发展潜力的分支之一，单芯电池的主要薄膜层结构由在耐高温基片上形成的集流体、正极、电解质、负极、封装层构成，其电解质部分主要基于上世纪90年代初期橡树岭国家实验室Bates J B 等人开发的以掺杂氮元素磷酸锂薄膜(LiPON)。
目前单芯全固态薄膜锂电池制备方法主要采用真空镀膜法，该方法制作的薄膜层致密且具备较高纯度，在暴露真空条件下沉积多层薄膜。针对全固态薄膜锂电池的工艺流程建造的设备具有专用性。例如日本爱发科公司(Jimbo et al.,Energy Procedia 14(2012)1574-1579)和复旦大学(CN1747217A)采用串联式腔室结构制作单芯电池；群组工具的方法被美国应用材料公司(CN102576898，CN102037586A， CN103608958A)和法国ZI Sud公司(Martin et al.,Thin Solid Films 38-399(2001)572-574)采用制作单芯电池。这些电池制造设备结构较为复杂，电池成品一般为3-4V低电压的单芯电池，无法直接满足大多数电子产品和汽车动力电池需求(电压>6V)。另一方面，汽车动力电池、笔记本电池大多采用高电压锂离子电池组，其电池组往往由单芯电池通过复杂的外电路串并联结构形成。如何实现电池内部无引线的串并联结构，简化生产过程并减少原材料的使用，是长期困扰锂电池行业的难题。
发明内容
本发明针对现有薄膜锂电池制造方法只能制备低电压电池的不足，以及移动电源行业对高电压电池使用的需求，提出一种生产高电压全固态薄膜锂电池的方法和设备。
本发明的技术解决方案是，采用真空镀膜机在不暴露空气环境下，在基板上方制造单芯电池，沉积的方式为如下之一，(一)依次在基板上沉积集流体、正极、电解质、负极单芯电池，根据所要求电池产品的电压值，在单芯电池上方重复沉积多个集流体、正极、电解质、负极单芯电池，(二)依次在基板上沉积集流体、正极、电解质单芯电池，根据所要求电池产品的电压值，在单芯电池上重复沉积多个集流体、正极、电解质单芯电池，镀膜步骤是：
1)首先制造生产全固态薄膜锂电池的设备，设备包含五个腔室和一台控制计算机，其中二个腔室为真空镀膜腔室，另外三个分别为真空退火腔室、电池封装腔室和样品传递腔室；真空镀膜腔室、真空退火腔室及电池封装腔室均通过真空阀门与样品传递腔室连接，电池封装腔室由无水、无氧及惰性气氛保护，样品传递腔室为真空环境，样品传递腔室中设置有真空机械手或真空机器人作为传递系统；
2)生产电池，其过程由计算机控制，控制过程为如下之一：
过程一是，
步骤一，在第一真空镀膜腔室内，进行基片表面处理、正极集流体的掩膜镀膜和正极的掩膜镀膜；根据正极材料的属性确定下一个步骤，当正极材料需要进行退火处理时，进入步骤二，当正极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤三；
步骤二，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行正极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室；
步骤三，在第一真空镀膜腔室中进行电解质镀膜；
步骤四，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开第二真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至第二真空镀膜腔室，进行负极的掩膜镀膜，打开第二真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室；根据负极材料的属性确定下一个步骤，当负极材料需要进行退火处理时，进入步骤五，当负极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤六；
步骤五，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行负极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门；
步骤六，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室，进行负极集流体掩膜镀膜；
步骤七，根据所要求电池的电压值，重复步骤一至步骤六，重复的次数为电池电压值除以单芯电池电压值，数值取整数；
步骤八，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，将基片传递至电池封装腔室，关闭样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，制作电池极耳、进行涂层保护；取出电池，进行电池测试；
过程二是，
步骤一，在第一真空镀膜腔室内，进行基片表面处理、正极集流体的掩膜镀膜和正极的掩膜镀膜；根据正极材料的属性确定下一个步骤，当正极材料需要进行退火处理时，进入步骤二，当正极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤三；
步骤二，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行正极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室；
步骤三，在第一真空镀膜腔室进行电解质掩膜镀膜；
步骤四，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一个真空镀膜腔室，进行集流体掩膜镀膜；
步骤五，根据所要求电池的电压值，重复步骤一至步骤四，重复的次数为电池的电压值除以单芯电池电压值，数值取整数；
步骤六，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，将基片传递至电池封装腔室，关闭样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，制作电池极耳、进行涂层保护；取出电池，进行电池测试。
所述的镀膜重复单元的次数不少于2次，电池电压不低于6伏。
所述的真空镀膜方法为磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发、多弧离子镀、化学气相沉积的一种或者几种。
所述的集流体、正极、电解质、负极的厚度分别为0.5微米至30微米。
所述的控制过程为自动控制或人工干预的手动控制。
本发明具有的优点和有益效果
与传统单芯全固态薄膜锂电池生产方法和设备相比，本发明创新点和优势为：
(1)电池结构采用N次重复的单芯电池堆垛单元，无需外加线路，结构上自然形成高电压薄膜锂电池，电池目前的实测稳定电压为6V-100V；
(2)该电池在结构上分为两款：第一款是含有负极的高电压电池，可采用退火正极和退火负极，电池性能稳定；第二款是无负极的高电压电池，可采用退火正极，省去了沉积负极工艺和退火工艺，效率更快。电池的负极是在制造完成后，通过给电池充电而形成的；
(3)电池生产设备采用多腔室和过渡腔室的中枢-分散式结构，实现程序化往复镀膜，避免了暴露真空而导致薄膜受到空气污染，从而实现生产高电压薄膜锂电池制备的连续性和一致性。在生产过程中，各工序步骤可连续，无互扰，相对传统设备生产效率提高了30％以上。实现过渡腔室样品传递的功能可采用人工传递(如磁力杆)或者机械自动化传递(如真空机器人)。
附图说明
图1为两类柔性全固态薄膜锂电池结构示意图。
其中，基片100；正极101；电解质102；负极103；集流体104；阻隔层105。
图2为电池制造设备示意图。
其中，第一个真空镀膜腔室201；第二个真空镀膜腔室202；真空退火腔室203；电池封装腔室204；样品传递腔室205。
图3为高电压薄膜锂电池生产流程。
图4为无负极高电压薄膜锂电池的生产流程。
图5为实施例1配套说明图，图5中的a为电池具体示意图，结构为： Si/[Pt/LCO/LiPON/Li]×3次重复堆垛结构/Pt，图5中的b为实测的第1次和第1000次的充放电过程中电压随容量的变化关系。
图6为实施例2配套说明图，图6中的a为电池具体示意图，结构为：聚酰亚胺(PI) /Mo/LiFeWO4/LiPON/Li/Mo/LiFeWO4/LiPON/Li/Mo，图6中的b为实测的第1次，第100 次的充放电过程中电压随容量的变化关系。
图7为实施例3配套说明图，图7中的a为电池具体示意图，结构为：云母 /[Au/LiMn2O4/LiPON]×5次堆垛结构/Au，图7中的b为实测的第1次，第900次的充放电过程中电压随容量的变化关系。
具体实施方式
本发明的基本思想是(1)采用基片上多个重复单元叠层方式(正极/电解质/负极)制作薄膜锂电池，电池从结构设计上就具备高电压(>6V)；(2)针对这种叠层方式，发明了一种集多个真空腔室于一体的综合性设备，从而实现镀膜、退火、封装、基片传递的连续性操作，便于薄膜锂电池的快速、高效生产。
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述，但应当理解本发明不局限于此。
在不暴露真空条件下，通过中枢过渡腔室传递基片，在基片上不同腔室多次沉积薄膜层，实现电池的堆垛和串联结构(如图1)，完成的电池电压不低于6V，还具备长循环寿命，高倍率充放电的特性，更适合用于电子类产品。
以下详细叙述电池生产的工艺流程方法和设备，但本发明可不完全依赖这些细节来操作。所述实施例虽未明确揭露其他配置和构造，但仍视为本发明的保护范围之内。
如图2所示的五个腔室，第一个真空镀膜腔室201和第二个真空镀膜腔室202 用于真空镀膜，真空退火腔室203用于正极/负极的常规退火或者快速退火，电池封装腔室204用于极耳粘接、保护涂层涂覆等封装，样品传递腔室205作为前述四个腔室之间进行基片可靠、反复地真空内传递腔室，基片包括但不限于陶瓷基片(如 Si、Ge、云母、蓝宝石)、玻璃基片(超薄无机玻璃、有机玻璃)、金属基片(如Ti、 Al、Cu、Ag、Pt)。利用该设备，电池的生产流程分为两类，第一类为具有负极的薄膜锂电池生产流程，第二类为无负极的薄膜锂电池生产流程。
第一类电池生产流程(如图3)依次为：
在201内，分别进行基片表面处理(步骤301)，正极集流体掩膜沉积(302)，正极掩膜沉积(303)；
在203内，进行正极退火(303-1)；
在201内，进行电解质掩膜沉积(304)；
在202内，进行负极掩膜沉积(305)；
在203内，进行负极退火(305-1)；
在202内，进行负极集流体掩膜沉积(306)；
之后回到步骤303，进行N次重复迭代，实现N个单芯电池的串联；
在第N次完成步骤306后，在204内，制作极耳、进行涂层保护(307)；
最后取出高电压电池，进行电池测试(308)，电池结构如图1中的a所示。
在以上步骤中，303-1的正极退火和305-1的负极退火为选作流程，根据不同正负极材料而决定是否采用，详细参考实施例1和实施例2。整个流程中，可以进行多批次基片在时间上的并行处理，大幅提高生产效率，如201腔室进行第二批次基片301-303步骤时，可以在203腔室内进行第一批次基片的303-1操作。此外，205 腔室是基片在201-204制件进行传递的过渡室，可采用但不限于采用人工传递(如磁力杆)、自动传递(如机器人)。
第二类电池生产流程(如图4)依次为：
在201内，分别进行基片表面处理(步骤401)，正极集流体掩膜沉积(402)，正极掩膜沉积(403)；
在203内，进行正极退火(403-1)；
在201内，进行电解质掩膜沉积(404)；
在202内，进行负极集流体掩膜沉积(406)；
之后回到步骤403，进行N次重复操作，实现N个单芯电池的串联；
在第N次完成步骤406后，在204内，制作极耳、进行涂层保护(407)；
最后取出高电压电池，进行电池测试(408)，电池结构如图1中的b所示。
该生产工艺中，省去了负极沉积、负极退火流程，对应电池缺少了负极，该电池的负极是在电池首次充电过程中形成的。以上步骤中，403-1的正极退火选作流程，根据不同正负极材料而决定是否采用，详细参见实施例3。整个流程中，可在不同腔室进行多批次基片并行处理，相对于传统片对片生产方式，生产效率提高了30％以上。此外，205腔室是基片在201-204制件进行传递的过渡室，可采用但不限于采用人工传递(如磁力杆)、自动传递(如机器人)。
所发明的电池生产设备可以兼容上述两类电池的生产，以上两类电池的生产经过检测，符合使用需求。
实施例1
该电池的单元结构为传统的薄膜锂电池结构LiCoO2/LiPON/Li，LiCoO2在制备后，需要进行热处理，该电池被称为高电压薄膜锂电池。
将十片清洗后的4英寸硅片，放置于设备电池封装腔室204后，设备各腔室抽真空至真空度优于5×10-4Pa，利用样品传递腔室205的三轴真空洁净机器人，开始镀膜步骤(如图5中的a所示结构)：
(1)将一片硅片送入第一个真空镀膜腔室201，利用直流脉冲磁控溅射方法，直接在覆盖掩膜的硅片上沉积500nm厚，方阻0.5欧姆/平方的Pt薄膜；
(2)在此之上，利用直流脉冲溅射，掩膜沉积1000nm厚的LiCoO2薄膜，功率密度2W/cm2，气压1.5Pa；
(3)将以上样品经过样品传递腔室205，传递至真空退火腔室203，进行750℃高温退火1小时，气氛为纯氧气2sccm，真空度1×10-3Pa；
(4)将以上样品经过样品传递腔室205，传递至第一个真空镀膜腔室201，利用射频磁控溅射，掩膜沉积2000nm厚的LiPON薄膜，功率密度1W/cm2，气压2.0 Pa；
(5)将以上样品传递至第二个真空镀膜腔室202，在真空度1×10-3Pa条件下，掩膜蒸发Li薄膜，厚度为500nm；
(6)将以上样品传递至第一个真空镀膜腔室201，在重复进行步骤(1)-(5) 操作三次后，将样品传递至电池封装腔室204，进行正负极极耳粘接，涂覆封装层后取出。整个制备过程由PLC程序控制，实现全自动/人工干预两种制备功能。
测试薄膜锂电池开路电压，取出电池成品进行充放电测试，如图5中的b充放电曲线，充放电平台约12V，1000次循环后，放电容量衰减至初始值的88.7％(100％DoD)。
在以上电池生产过程中，穿插进行另外9片硅片镀膜和组装电池过程。
实施例2
该电池的单元结构为LiFeWO4/LiPON/Li，正极LiFeWO4在制备后无需热处理，直接沉积电解质LiPON，节省了镀膜和传递工艺流程，该电池被称为高电压无需退火薄膜锂电池。
将固定后的十片聚酰亚胺箔(PI箔)进行清洗，放置于设备电池封装腔室204 后，设备各腔室抽真空至真空度优于5×10-4Pa，利用样品传递腔室205的三轴真空洁净机器人，开始镀膜步骤(如图6中的a所示结构)：
(1)将一片PI箔送入第一个真空镀膜腔室201，利用阳极层离子源电离的氩离子(0.09Pa，800～1000V，0.1～0.3A)均匀轰击PI箔10～20分钟，轰击过程中 PI膜以5转/分钟正对离子源旋转，然后利用直流脉冲磁控溅射方法，直接在覆盖掩膜的PI箔上沉积500nm厚，方阻2欧姆/平方的Mo薄膜；
(2)在此之上，利用直流脉冲溅射，掩膜沉积500nm厚的LiFeWO4薄膜，功率密度4W/cm2，气压0.3Pa；
(3)利用射频磁控溅射，掩膜沉积2000nm厚的LiPON薄膜，功率密度1W/cm2，气压2.0Pa；
(4)将以上样品传递至第二个真空镀膜腔室202，在真空度1×10-3Pa条件下，蒸发Li薄膜，厚度为500nm；
(5)将以上样品传递至第一个真空镀膜腔室(201)，在重复进行步骤(1)至 (4)操作三次后，将样品传递至电池封装腔室204，进行正负极极耳粘接，涂覆封装层，测试开路电压，取出电池成品进行充放电测试，如图5中的b充放电曲线，两个充放电平台约9V和5V，100次循环后，放电容量衰减至初始值的85.8％(100％DoD)。
在以上电池生产过程中，穿插进行另外9片PI箔的镀膜和组装过程。
实施例3
该电池的单元结构为LiMn2O4/LiPON，正极LiMn2O4在制备后无需沉积负极，节省了镀膜和传递工艺流程，负极是在电池完成后的首次充电过程中形成的。该电池被称为高电压无锂薄膜锂电池。
将十片清洗后的2英寸云母片，放置于设备电池封装腔室204后，设备各腔室抽真空至真空度优于5×10-4Pa，利用样品传递腔室205的三轴真空洁净机器人，开始镀膜步骤(如图5中的a所示结构)：
(1)将一片云母片送入第一个真空镀膜腔室201，利用直流脉冲磁控溅射方法，直接在覆盖掩膜的云母片上沉积200nm厚，方阻2欧姆/平方的Au薄膜；
(2)在此之上，利用直流脉冲溅射，掩膜沉积2000nm厚的LiMn2O4薄膜，功率密度4W/cm2，气压2Pa；
(3)将以上样品经过样品传递腔室205，传递至真空退火腔室203，进行500℃高温退火3小时，真空度3×10-4Pa；
(4)将以上样品经过样品传递腔室205，传递至第一个真空镀膜腔室201，利用射频磁控溅射，掩膜沉积2000nm厚的LiPON薄膜，功率密度1W/cm2，气压2.0 Pa；
(5)在重复进行步骤(1)至(4)操作五次后，将样品传递至电池封装腔室 204，进行正负极极耳粘接，涂覆封装层，测试开路电压，取出电池成品进行充放电测试，如图7中的b充放电曲线，两个充放电平台分别为10V和20V，900次循环后，放电容量衰减至初始值的93.4％(100％DoD)。
在以上电池生产过程中，穿插进行另外9片云母片的镀膜和组装过程。
虽然已参照本发明较好的具体实施例来描述本发明，本领域技术人员应了解，可在外型与细节上进行各种修改与修饰，而不背离本发明的精神和范围。附随权利要求理应涵括所有此类的修改与修饰。
Claims (5)
1.一种生产全固态薄膜锂电池的方法，其特征是，采用真空镀膜机在不暴露空气环境下，在基板上方制造单芯电池，沉积的方式为如下之一，(一)依次在基板上沉积集流体、正极、电解质、负极单芯电池，根据所要求电池产品的电压值，在单芯电池上方重复沉积多个由集流体、正极、电解质、负极构成的单芯电池，(二)依次在基板上沉积集流体、正极、电解质单芯电池，根据所要求电池产品的电压值，在单芯电池上重复沉积多个由集流体、正极、电解质构成的单芯电池，步骤是：
1)首先制造生产全固态薄膜锂电池的设备，设备包含五个腔室和一台控制计算机，其中二个腔室为真空镀膜腔室，另外三个分别为真空退火腔室、电池封装腔室和样品传递腔室；真空镀膜腔室、真空退火腔室及电池封装腔室均通过真空阀门与样品传递腔室连接，电池封装腔室由无水、无氧及惰性气氛保护，样品传递腔室为真空环境，样品传递腔室中设置有真空机械手或真空机器人作为传递系统；
2)生产电池，其过程由计算机控制，控制过程为如下之一：
过程一是，
步骤一，在第一真空镀膜腔室内，进行基片表面处理、正极集流体的掩膜镀膜和正极的掩膜镀膜；根据正极材料的属性确定下一个步骤，当正极材料需要进行退火处理时，进入步骤二，当正极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤三；
步骤二，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行正极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室；
步骤三，在第一真空镀膜腔室中进行电解质镀膜；
步骤四，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开第二真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至第二真空镀膜腔室，进行负极的掩膜镀膜，打开第二真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中的传递系统，将基片传递至样品传递腔室；根据负极材料的属性确定下一个步骤，当负极材料需要进行退火处理时，进入步骤五，当负极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤六；
步骤五，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行负极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门；
步骤六，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室，进行负极集流体掩膜镀膜；
步骤七，根据所要求电池的电压值，重复步骤一至步骤六，重复的次数为电池电压值除以单芯电池电压值，数值取整数；
步骤八，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，将基片传递至电池封装腔室，关闭样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，制作电池极耳、进行涂层保护；取出电池，进行电池测试；
过程二是，
步骤一，在第一真空镀膜腔室内，进行基片表面处理、正极集流体的掩膜镀膜和正极的掩膜镀膜；根据正极材料的属性确定下一个步骤，当正极材料需要进行退火处理时，进入步骤二，当正极材料不需要进行退火处理时，直接进入步骤三；
步骤二，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至真空退火腔室，进行正极高温退火处理，打开真空退火腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一真空镀膜腔室；
步骤三，在第一真空镀膜腔室进行电解质掩膜镀膜；
步骤四，将基片传递至样品传递腔室，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，将基片传递至第一个真空镀膜腔室，进行集流体掩膜镀膜；
步骤五，根据所要求电池的电压值，重复步骤一至步骤四，重复的次数为电池的电压值除以单芯电池电压值，数值取整数；
步骤六，打开第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，控制样品传递腔室中传递系统，将基片传递至样品传递腔室，关闭第一真空镀膜腔室与样品传递腔室之间的真空阀门，打开样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，将基片传递至电池封装腔室，关闭样品传递腔室与电池封装腔室之间的阀门，制作电池极耳、进行涂层保护；取出电池，进行电池测试。
2.根据权利要求1所述的一种生产全固态薄膜锂电池的方法，其特征是，所述的镀膜重复单元的次数不少于2次，电池电压不低于6伏。
3.根据权利要求1所述的一种生产全固态薄膜锂电池的方法，其特征是，所述的真空镀膜方法为磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发、多弧离子镀、化学气相沉积的一种或者几种。
4.根据权利要求1所述的一种生产全固态薄膜锂电池的方法，其特征是，所述的集流体、正极、电解质、负极的厚度分别为0.5微米至30微米。
5.根据权利要求1所述的一种生产全固态薄膜锂电池的方法，其特征是，所述的控制过程为自动控制或人工干预的手动控制。
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