[发明专利]薄膜电池制备装置及方法

说明书

本发明提供了一种薄膜电池制备装置及方法，该装置包括薄膜沉积真空腔，用于在电池的衬底上沉积薄膜，薄膜沉积真空腔的数量至少为两个；真空连接腔，连接相邻两个薄膜沉积真空腔；真空阀，设于薄膜沉积真空腔和真空连接腔之间，用于控制薄膜沉积真空腔和真空连接腔的连通和关闭；传送机构，设于真空连接腔内，用于将电池从其中一个薄膜沉积真空腔内转移至相邻的薄膜沉积真空腔。本发明提供的薄膜电池制备装置，多个薄膜沉积真空腔通过真空阀及真空连接腔，并可通过传送机构将沉积后的衬底移送到相邻的薄膜沉积真空腔中，进行其他沉积，如此重复即可在不换靶材的情况下，保持电池生产的过程连续不断地进行，缩短电池的生产周期。

技术领域

本发明属于电池制备技术领域，更具体地说，是涉及一种薄膜电池制备装置及方法。

背景技术

薄膜电池是指在衬底上沉积多层化学物质而形成的电池。在具体的制备薄膜电池的过程中，通常采用一个真空腔沉积各层薄膜：在该真空腔内放置所需沉积的靶材，沉积完毕后，再更换另一种靶材，继续进行沉积。在该制备过程中，每沉积一层薄膜后，均需要更换靶材，导致生产过程中断，生产周期较长。而且多种靶材在一个真空腔内沉积，容易造成真空腔污染，沉积的电池材料的纯净度较低，从而导致电池性能的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜电池制备装置，以解决现有技术中存在的更换靶材导致的生产过程中断、生产周期较长、电池纯净度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种薄膜电池制备装置，包括：

薄膜沉积真空腔，用于在电池的衬底上沉积薄膜，所述薄膜沉积真空腔的数量至少为两个；

真空连接腔，连接相邻两个所述薄膜沉积真空腔；

真空阀，设于所述薄膜沉积真空腔和所述真空连接腔之间，用于控制所述薄膜沉积真空腔和所述真空连接腔的连通和关闭；

传送机构，设于所述真空连接腔内，用于将电池从其中一个薄膜沉积真空腔内转移至相邻的薄膜沉积真空腔。

进一步地，所述薄膜沉积真空腔包括至少一个溅射真空腔、以及至少一个蒸镀真空腔。

进一步地，所述溅射真空腔、所述蒸镀真空腔的数量均为一个；所述溅射真空腔内具有五个溅射靶材，五个所述溅射靶材分别用于沉积第一保护层、阴极集流层、阴极层、电解质层以及第二保护层；所述蒸镀真空腔内具有两个蒸发靶材，两个所述蒸发靶材分别用于沉积阳极层和阳极集流层。

进一步地，所述溅射真空腔的数量为五个，五个所述溅射真空腔分别为用于沉积第一保护层的第一溅射真空腔、用于沉积阴极集流层的第二溅射真空腔、用于沉积阴极层的第三溅射真空腔、用于沉积电解质层的第四溅射真空腔、用于沉积第二保护层的第五溅射真空腔，所述蒸镀真空腔的数量为两个，两个所述蒸镀真空腔分别为用于沉积阳极层的第一蒸镀真空腔、用于沉积阳极集流层的第二蒸镀真空腔；所述第一溅射真空腔、所述第二溅射真空腔、所述第三溅射真空腔、所述第四溅射真空腔、所述第一蒸镀真空腔、所述第二蒸镀真空腔、第五溅射真空腔依次连接。

进一步地，所述第一保护层和所述第二保护层的材料相同。

进一步地，所述第一保护层和所述第二保护层均由氧化铝制成，所述阴极集流层由钛酸氧化物制成，所述阴极层由所述锂镍氧化物制成，所述电解质层由锂镧钛氧化物制成，所述阳极层由锂制成，所述阳极集流层由铝制成。

进一步地，所述薄膜沉积真空腔包括靶材、用于轰击或者蒸发靶材的能量源、设于靶材下方且用于承载和移动电池的平移机构。

进一步地，所述平移机构包括第一驱动件、由所述第一驱动件驱动旋转的滚轴、以及绕设于所述滚轴的传送带。