[发明专利]一种微型全固态锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种微型全固态锂离子电池，其特征在于，包括依次层叠设置的负极集流体层(6)、负极层(1)、固态电解质层(2)、正极层(3)、正极集流体层(4)；还包括包裹整体层叠结构的钝化层，在所述钝化层外侧还包裹柔性防水保护层(8)；还包括从外侧连通到所述正极集流体层(4)表面中央的正极引出孔(10)，以及从外侧连通到所述负极集流体层(6)表面中央的负极引出孔(9)；所述负极层(1)的材料为Si、SiO、SnO₂或TiO₂，厚度在300nm-3000nm；所述钝化层的材料为Al₂O₃、SiO₂或Si₃N₄，厚度在200nm-2000nm。

2.根据权利要求1所述的微型全固态锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体层(4)的材料为Al、TiN、Pt或Au，厚度在50nm-500nm。

3.根据权利要求1所述的微型全固态锂离子电池，其特征在于，所述固态电解质层(2)的材料为Li₃PO₄、LiPON、La_2/3-xLi_xTiO₃或LiSiPON，厚度在200nm-4000nm。

4.根据权利要求1所述的微型全固态锂离子电池，其特征在于，所述负极集流体层(6)的材料为Cu、TiN、Pt或Au，厚度在50nm-500nm。

5.根据权利要求1所述的微型全固态锂离子电池，其特征在于，所述柔性防水保护层(8)的材料为聚对二甲苯或聚二甲基硅氧烷，厚度在1000nm-50000nm。

6.一种微型全固态锂离子电池制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过等离子增强化学气相沉积在基底上表面制备第一隔离层(5)；所述第一隔离层(5)的材料为Al₂O₃、SiO₂或Si₃N₄，厚度在200nm-2000nm；

步骤2：通过磁控溅射和光刻，依次在第一隔离层(5)上方形成正极集流体层(4)和正极层(3)，制备所述正极层(3)过程中通过基底加热对正极层(3)进行原位退火处理；所述正极集流体层(4)的材料为Al、TiN、Pt或Au，厚度在50nm-500nm；所述正极层(3)的材料为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、MnO₂或LiFePO₄；

步骤3：通过磁控溅射和光刻，在正极层(3)上方形成固态电解质层(2)；所述固态电解质层(2)的材料为Li₃PO₄、LiPON、La_2/3-xLi_xTiO₃或LiSiPON，厚度在200nm-4000nm；

步骤4：通过等离子增强化学气相沉积和光刻，在固态电解质层(2)的上方得到负极层(1)；所述负极层(1)的材料为Si、SiO、SnO₂或TiO₂，厚度在300nm-3000nm；

步骤5：通过磁控溅射和光刻，在负极层(1)上方得到负极集流体层(6)；所述负极集流体层(6)的材料为Cu、TiN、Pt或Au，厚度在50nm-500nm；

步骤6：通过等离子增强化学气相沉积在基底上方均匀淀积第二隔离层(7)；所述第二隔离层(7)的材料及厚度与所述第一隔离层(5)一致；

步骤7：通过深反应离子刻蚀基底背面，刻蚀到第一隔离层(5)为止；

步骤8：通过压印的方式，将电池从基底中剥离；

步骤9：通过聚合物沉积在电池外表面均匀淀积一层柔性防水保护层(8)；所述柔性防水保护层(8)的材料为聚对二甲苯或聚二甲基硅氧烷，厚度在1000nm-50000nm；

步骤10：通过光刻电池正面和背面的柔性防水保护层(8)、第一隔离层(5)、第二隔离层(7)，分别形成负极引出孔(9)与正极引出孔(10)，从而完成器件的制备。