TWI786012B - 自動化固態電池製造設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種自動化固態電池製造設備，包含：一正極沉積(cathode deposition)裝置；一負極沉積(anode deposition)裝置；一固態電解質(solid-state electrolyte)成型裝置；一堆疊壓接(stacking pressing)裝置；以及一或複數個傳輸裝置，用於將該正極沉積裝置、該負極沉積裝置、該固態電解質成型裝置所製造的部件移動至該堆疊壓接裝置以經由該堆疊壓接裝置壓接成自動化固態電池成品，以實現自動化加工程序。

Description

自動化固態電池製造設備
本發明係關於一種固態電池製造設備，尤指一種自動化固態電池製造設備。
傳統具電解液之液態鋰電池，在放電與充電的過程當中，因鋰離子可能會非均勻性地分布在正極(cathode)上，致於該正極上會逐漸形成像樹枝狀 (dendrite )的結晶，當該等樹枝狀結晶愈形成愈長，便會穿透隔膜(separator)至電池的負極(anode)，進而造成電池短路；且液態鋰電池於不斷充放電的過程中，亦容易因持續的充放電致使其電池容量變差，影響電池的使用壽命；再者因液態鋰離子電池中具有易燃的電解質溶液，致易產生許多安全問題，如電解質洩漏、起火或爆炸等，是以便研發出了固態鋰電池。
於現有固態鋰電池之製造技術中，均採以人工方式在乾燥房或手套箱中進行，惟以人工方式進行固態電池之製造既耗時又費力，此外亦難以將電池進行大量生產，是以發明人便提出一種創新的自動化固態電池製造設備來進行包含固態鋰電池之自動化製造。
本發明主要係提供一種自動化固態電池製造設備，包含：一正極沉積(cathode deposition)裝置，該正極沉積裝置包括一正極沉積腔室、以及設置於該正極沉積腔室的一正極加工裝置、一第一氣體輸入設備、一第一超高真空壓力設備、複數個第一加熱裝置以及複數個第一感測器；一負極沉積(anode deposition)裝置， 該負極沉積裝置包括一負極沉積腔室以及設置於該負極沉積腔室的一負極加工裝置、一第二氣體輸入設備、一第二超高真空壓力設備、複數個第二加熱裝置以及複數個第二感測器；一固態電解質(solid-state electrolyte)成型裝置， 該固態電解質成型裝置包括一固態電解質成型腔室以及設置於該固態電解質成型腔室的一固態電解質成型加工裝置、一第三氣體輸入設備、一第三超高真空壓力設備、複數個第三感測器以及一承載裝置；一堆疊壓接(stacking pressing)裝置，該堆疊壓接裝置包括一堆疊壓接腔室以及設置於該堆疊壓接腔室的一堆疊壓接加工裝置、一第四氣體輸入設備、一第四超高真空壓力設備以及複數個第四感測器；以及一或複數個傳輸裝置，用於將該正極沉積裝置、該負極沉積裝置以及該固態電解質成型裝置所製造的部件移動至該堆疊壓接裝置以經由該堆疊壓接裝置壓接成固態電池成品，以實現自動化加工程序。
於一及多個實施例中，該自動化固態電池製造設備進一步包含一隔離(isolation)裝置，該隔離裝置包括一隔離腔室以及設置於該隔離腔室的複數個感測器。
於一及多個實施例中，該感測器包括一溫度感測器、一濕度感測器、一氣體流量感測器、一真空度感測器以及一壓力感測器。
於一及多個實施例中，該第一超高真空壓力設備包括渦輪分子泵(turbomolecular pump)、機械泵浦(mechanical pump)、設置於高真空閥與該正極沉積腔室之間的第一通道、設置於該機械泵浦與該正極沉積腔室之間的第二通道、設置於該第一通道及該第二通道之間的第三通道，該第一通道靠近該正極沉積腔室的部分設置有閘閥(gate valve)，該第一通道靠近該渦輪分子泵的部分設置有高真空閥(high vacuum valve)，該第二通道靠近該正極沉積腔室的部分設置有粗抽閥門(roughing valve)，靠近該前閥門(foreline valve)的部分設置有壓力計(pressure gauge)，該第三通道上設置有前閥門，其中該第三通道的第一端係連通至該第一通道於該閘閥與該高真空閥的中間段上，該第三通道的第二端係連通至該第二通道於粗抽閥門與該機械泵浦的中間段上；該第二超高真空壓力設備包括渦輪分子泵(turbomolecular pump)、機械泵浦(mechanical pump)、設置於高真空閥與該負極沉積腔室之間的第四通道、設置於該機械泵浦與該負極沉積腔室之間的第五通道、設置於該第四通道及該第五通道之間的第六通道，該第四通道靠近該負極沉積腔室的部分設置有閘閥(gate valve)，該第四通道靠近該渦輪分子泵的部分設置有高真空閥(high vacuum valve)，該第五通道靠近該負極沉積腔室的部分設置有粗抽閥門(roughing valve)，靠近該前閥門(foreline valve)的部分設置有壓力計(pressure gauge)，該第六通道上設置有前閥門，其中該第六通道的第一端係連通至該第四通道於該閘閥與該高真空閥的中間段上，該第六通道的第二端係連通至該第五通道於粗抽閥門與該機械泵浦的中間段上；該第三超高真空壓力設備包括渦輪分子泵(turbomolecular pump)、機械泵浦(mechanical pump)、設置於高真空閥與該固態電解質成型腔室之間的第七通道、設置於該機械泵浦與該固態電解質成型腔室之間的第八通道、設置於該第七通道及該第八通道之間的第九通道，該第七通道靠近該固態電解質成型腔室的部分設置有閘閥(gate valve)，該第七通道靠近該渦輪分子泵的部分設置有高真空閥(high vacuum valve)，該第八通道靠近該固態電解質成型腔室的部分設置有粗抽閥門(roughing valve)，靠近該前閥門(foreline valve)的部分設置有壓力計(pressure gauge)，該第九通道上設置有前閥門，其中該第九通道的第一端係連通至該第七通道於該閘閥與該高真空閥的中間段上，該第九通道的第二端係連通至該第八通道於粗抽閥門與該機械泵浦的中間段上；該第四超高真空壓力設備包括渦輪分子泵(turbomolecular pump)、機械泵浦(mechanical pump)、設置於高真空閥與該堆疊壓接腔室之間的第十通道、設置於該機械泵浦與該堆疊壓接腔室之間的第十一通道、設置於該第十通道及該第十一通道之間的第十二通道，該第十通道靠近該堆疊壓接腔室的部分設置有閘閥(gate valve)，該第十通道靠近該渦輪分子泵的部分設置有高真空閥(high vacuum valve)，該第十一通道靠近該堆疊壓接腔室的部分設置有粗抽閥門(roughing valve)，靠近該前閥門(foreline valve)的部分設置有壓力計(pressure gauge)，該第十二通道上設置有前閥門，其中該第十二通道的第一端係連通至該第十通道於該閘閥與該高真空閥的中間段上，該第十二通道的第二端係連通至該第十一通道於粗抽閥門與該機械泵浦的中間段上。
於一及多個實施例中，該第一氣體輸入設備包括設置於該正極沉積腔室上的隔離閥(isolation valve)、與該隔離閥相連之質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該質量流量控制器相連之低壓傳感器(low pressure transducer)、與該低壓傳感器相連之氣體過濾器(gas filter)、與該氣體過濾器相連之壓力調節器(pressure regulator)、與該壓力調節器相連之高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該高壓傳感器相連之氣瓶(gas cylinder)；該第二氣體輸入設備包括設置於該負極沉積腔室上的隔離閥(isolation valve)、與該隔離閥相連之質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該質量流量控制器相連之低壓傳感器(low pressure transducer)、與該低壓傳感器相連之氣體過濾器(gas filter)、與該氣體過濾器相連之壓力調節器(pressure regulator)、與該壓力調節器相連之高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該高壓傳感器相連之氣瓶(gas cylinder)；該第三氣體輸入設備包括設置於該固態電解質成型腔室上的隔離閥(isolation valve)、與該隔離閥相連之質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該質量流量控制器相連之低壓傳感器(low pressure transducer)、與該低壓傳感器相連之氣體過濾器(gas filter)、與該氣體過濾器相連之壓力調節器(pressure regulator)、與該壓力調節器相連之高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該高壓傳感器相連之氣瓶(gas cylinder)；該第四氣體輸入設備包括設置於該堆疊壓接腔室上的隔離閥(isolation valve)、與該隔離閥相連之質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該質量流量控制器相連之低壓傳感器(low pressure transducer)、與該低壓傳感器相連之氣體過濾器(gas filter)、與該氣體過濾器相連之壓力調節器(pressure regulator)、與該壓力調節器相連之高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該高壓傳感器相連之氣瓶(gas cylinder)。
於一及多個實施例中，該固態電解質成型加工裝置為雷射刻紋裝置，該雷射刻紋裝置係依據處理器提供的雷射刻紋影像，於該固態電池工件半成品的固態電解質上產生凹凸微結構。
於一及多個實施例中，該傳輸裝置包括機械手臂、多軸機械手臂、線性載台、傅輸氣壓缸，傳輸液壓缸、傳輸機電傳感驅動與控制設備、多軸傳動機構及/或移載裝置。
本發明另提供一種由前述自動化固態電池製造設備所製造之固態電池電解質，其中該固態電池電解質的雙面具凹凸微結構，且該固態電池電解質的第一側凹紋結構與該固態電池電解質的第二側凹紋結構相互交錯排列。
於一及多個實施例中，該凹凸微結構通過該第一側凹紋結構最底側的第一平面與通過該第二側凹紋結構最底側的第二平面兩者之間的距離係小於等於20μm。
於一及多個實施例中，該凹凸微結構上的凸塊結構的直徑大致為20μm。
於一及多個實施例中，該凸塊結構係以30μm
Figure 02_image001
30μm、40μm
Figure 02_image001
40μm或60μm
Figure 02_image001
60μm排列於該固態電池電解質的表面上。
如上所述，透過本發明可有效提升固態電池之製造效率，使固態電池可被自動化大量生產。
為使本發明之技術內涵更加詳盡與完備，以下針對本發明的實施態樣與具體實施例進行說明，但以下說明並非為實施或運用本發明具體實施例的唯一形式，倘本領域中具通常知識者透過以下敘述可輕易明瞭本發明之必要技術內容，且在不違反其精神及範圍下多樣地改變及修飾此發明來適應不同的用途及狀況，如此，該實施態樣亦屬於本發明的申請專利範圍。
此外，圖中各特徵與元件並未依實際比例繪製，其繪製方式僅是為了以最佳方式呈現與本發明相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間係以相同或相似的元件符號指稱相同或相似的元件及部件。
於本文中，除非上下文另有載明，則「一」及「該」亦可解釋為複數。
於本文中，除非上下文另有載明，則「包含」、「包括」、「具有」或「含有」係包含性或開放性，並不排除其他未闡述之元素或方法步驟。
於本文中，「中」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等用於指示方位或位置關係描述的用語為基於附圖所示的方位或位置關係，其僅係為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
於本文中，「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等應做廣義理解，例如可以是固定連接、可拆卸連接、機械連接、直接相連、通過中間媒介間接相連等。對於本領域中具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
本發明主要係提供一種自動化固態電池製造設備，包含：一正極沉積(cathode deposition)裝置；一負極沉積(anode deposition)裝置；一固態電解質(solid-state electrolyte)成型裝置；一堆疊壓接(stacking pressing)裝置；以及一或複數個傳輸裝置，用於將該正極沉積裝置、該負極沉積裝置、該固態電解質成型裝置所製造的部件移動至該堆疊壓接裝置以經由該堆疊壓接裝置壓接成自動化固態電池成品，以實現自動化加工程序。
請參閱圖1，圖1係為本發明自動化固態電池製造設備之整體示意圖。
本發明之自動化固態電池製造設備10主要包括一傳輸裝置20、一正極沉積裝置30、一負極沉積裝置40、一固態電解質成型裝置60、以及一堆疊壓接裝置70，該傳輸裝置20之移動路線80可往返於該正極沉積裝置30、該負極沉積裝置40、該固態電解質成型裝置60以及該堆疊壓接裝置70之間。
為使固態電池之製造過程更有效率，進一步可於該自動化固態電池製造設備10加入隔離裝置50，通過該傳輸裝置20將該正極沉積裝置30、該負極沉積裝置40、該固態電解質成型裝置60所完成之該固態電池工件的半成品暫放於該隔離裝置50中。於另一實施例中，該隔離裝置50亦可以作為製程的緩衝區(buffer)，通過靜置、降溫或清理程序等，輔助製造流程亦或加速製造流程的進行，該等實施例於本發明中不予以限制。
此外，為提升製造效率，該正極沉積裝置30、該負極沉積裝置40、該隔離裝置50、該固態電解質成型裝置60以及該堆疊壓接裝置70之各別數量均可為複數個，該等裝置之總數量可為但不限於8個、9個、10個、11個、12個、20個、40個、60個、80個、100個甚或更多的數量，此部份端看所欲製造的固態電池的容量及產線上的需求，於本發明中不予以限制；圖1所揭示的簇狀排列方式可經由中間的傳輸裝置20將成品及半成品於不同裝置之間進行移載，其中於簇狀排列方式上，可依據該裝置的數量將該等裝置排列成為八邊形、九邊形、十邊形、十一邊形或十二邊形的形狀，使整體固態電池之製造更加有效率；於其他實施例中，於該等裝置之排列方式上並不限於如圖1所示之排列成簇狀，整體產線亦可配製成流水線的形式(例如單線流水作業、多線流水作業等)，並通過氣密閥門分隔成複數個具各別腔室的裝置，於本發明中不予以限制。
於一實施例中，該傳輸裝置20例如可以包括但不限定於機械手臂、多軸機械手臂、線性載台、傅輸氣壓缸，傳輸液壓缸、傳輸機電傳感驅動與控制設備、多軸傳動機構及/或移載裝置；於部分實施例中，傳輸裝置可以同時使用上述的複數個裝置(例如通過傳輸履帶輸送半成品並通過機械手臂移載等)，於本發明中不予以限制。
以下將進一步說明該自動化固態電池製造設備10中，正極沉積裝置30、負極沉積裝置40、固態電解質成型裝置60以及堆疊壓接裝置70的主要結構、其運作方式及其製程參數。
請參見圖2，圖2係為本發明自動化固態電池製造設備之正極沉積裝置示意圖。
該正極沉積裝置30主要包括一正極沉積腔室300，於該正極沉積腔室300中，主要設置有一正極加工裝置(未呈現於圖示中)、一氣體輸入設備360、一超高真空壓力設備310、複數個加熱裝置320以及複數個感測器。
該正極沉積裝置30係用於進行固態電池之正極製作，於一實施例中，將該正極沉積腔室300的環境參數控制在溫度為50至250℃之間，濕度為0，真空度為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，壓力為1至1000Kpa之間時，在此環境下可提升固態電池正極之製造效率，是以於該正極沉積腔室300中可設置有複數個感測器以對該等製成參數進行監測與調控。
其中該等感測器包括溫度感測器、濕度感測器、氣體流量感測器、真空度感測器、壓力感測器，該溫度感測器例如可為但不限於熱電偶計(thermocouple gauge)；該濕度感測器例如可為但不限於石英晶體振盪濕度感測器、高分子濕度感測器、電解質濕度感測器、陶瓷濕度感測器、半導體濕度感測器、厚膜濕度感測器或結露濕度感測器；該氣體流量感測器例如可為但不限於質量流量控制器(MFC，mass flow rate controller)；該真空度感測器及該壓力感測器例如可為但不限於電容式膜片真空計(capacitance diaphragm gauge)、壓電式真空計(piezo gauge)、派藍尼真空計(CMOS-MEMS pirani gauge)或離子計(ion gauge)。
於該正極沉積腔室300的環境溫度上，其溫度可為50至250℃之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、175℃、200℃或250℃，於本發明中較佳為150至200℃。
於該正極沉積腔室300的環境真空度上，其真空度可為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：2
Figure 02_image001
10 -6torr、3
Figure 02_image001
10 -6torr、4
Figure 02_image001
10 -6torr、5
Figure 02_image001
10 -6torr、6
Figure 02_image001
10 -6torr、7
Figure 02_image001
10 -6torr、8
Figure 02_image001
10 -6torr或9
Figure 02_image001
10 -6torr，於本發明中較佳為2
Figure 02_image001
10 -6至5
Figure 02_image001
10 -6torr之間。
於該正極沉積腔室300的環境壓力上，其壓力可為1至1000Kpa之間，具體例如：1至250Kpa、1至500Kpa、1至750Kpa、1至1000Kpa、5至250Kpa、5至500Kpa、5至750Kpa或5至1000Kpa，於本發明中較佳為5至500Kpa之間。
該正極加工裝置可視使用者對於該固態電池正極之加工方式而進行適當地調整，於本發明中，若該固態電池正極之製造方式係以3D列印方式進行，則該正極加工裝置為3D列印機，具體例如但不限於擠壓型3D列印機、金屬線路型3D列印機、顆粒型3D列印機、層積型3D列印機等；若該固態電池正極之製造方式係以物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)方式，尤其是熱蒸鍍法(thermal evaporation deposition)進行，則該正極加工裝置為物理氣相沉積之熱蒸鍍法加工設備；若該固態電池正極之製造方式係以化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)方式進行，則該正極加工裝置為化學氣相沉積加工設備。
該氣體輸入設備360包括設置於該正極沉積腔室300上的隔離閥3602、與該隔離閥3602相連之質量流量控制器3604、與該質量流量控制器3604相連之低壓傳感器3606、與該低壓傳感器3606相連之氣體過濾器3608、與該氣體過濾器3608相連之壓力調節器3610、與該壓力調節器3610相連之高壓傳感器3612以及與該高壓傳感器3612相連之氣瓶3614。
該超高真空壓力設備310包括渦輪分子泵3114、機械泵浦3110、設置於高真空閥3112與該正極沉積腔室300之間的第一通道P1、設置於該機械泵浦3110與該正極沉積腔室300之間的第二通道P2、設置於該第一通道P1及該第二通道P2之間的第三通道P3。該第一通道P1靠近該正極沉積腔室300的部分設置有閘閥3106，該第一通道P1靠近該渦輪分子泵3114的部分設置有高真空閥3112，該第二通道P2靠近該正極沉積腔室300的部分設置有粗抽閥門3102，靠近該前閥門3104的部分設置有壓力計3108，該第三通道P3上設置有前閥門3104。其中該第三通道P3的第一端係連通至該第一通道P1於該閘閥3106與該高真空閥3112的中間段上，該第三通道P3的第二端係連通至該第二通道P2於粗抽閥門3102與該機械泵浦3110的中間段上。
該加熱裝置320例如可為但不限於紅外線加熱器(IR heater)或遠紅外線加熱器(far infrared heater)等。
於進行固態電池之正極製造時，開啟粗抽閥門3102、前閥門3104以及閘閥3106，並關閉高真空閥3112，接著以機械泵浦3110將該正極沉積腔室300之氣壓降至10 -3torr(以壓力量測裝置3108進行量測)；待該腔室300內之壓力降至10 -3torr後，關閉該粗抽閥門3102及該前閥門3104，並持續開啟該閘閥3106；然後開啟該高真空閥3112，以渦輪分子泵3114將該腔室300內之壓力降至10 -6torr，較佳為降至2
Figure 02_image001
10 -6torr；開啟氣瓶3614，以及開啟該隔離閥3602，並以質量流量控制器3604控制氣體流量為20SCCM(當該正極沉積腔室300為小腔室時)至50SLM(當該正極沉積腔室300為大腔室時)；最後以50至250℃之加熱裝置320烘烤該固態電池之正極半成品，獲得製造完成之固態電池正極。
其中該氣瓶3614中的氣體具體可以是但不限定於氬氣、氪氣、氬氣混合1至20%之氧氣或氪氣混合1至20%之氧氣。
製造該固態電池正極之材料例如可為但不限於一元材料、二元材料或三元材料，其中三元材料例如LiCoNiMnO X、LiNiCoMn Oxide(NCM氧化物)、磷酸鐵鋰(LiFePO 4)、硫化物等，其中該NCM中鎳、鈷及錳之化學定量比可為0.8：0.1：0.1，但不限於此。
請參見圖3，圖3係為本發明自動化固態電池製造設備之負極沉積裝置示意圖。
該負極沉積裝置40主要包括一負極沉積腔室400，於該負極沉積腔室400中，主要設置有一負極加工裝置(未呈現於圖示中)、一氣體輸入設備460、一超高真空壓力設備410、複數個加熱裝置420以及複數個感測器。
該負極沉積裝置40係用於進行固態電池之負極製作，於一實施例中，將該負極沉積腔室400的環境參數控制在溫度為50至250℃之間，濕度為0，真空度為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，壓力為1至1000Kpa之間，在此環境下可提升固態電池負極之製造效率，是以於該負極沉積腔室400中設置有複數個感測器以對該等製成參數進行監測與調控。
其中該等感測器包括溫度感測器、濕度感測器、氣體流量感測器、真空度感測器、壓力感測器，該溫度感測器例如可為但不限於熱電偶計(thermocouple gauge)；該濕度感測器例如可為但不限於石英晶體振盪濕度感測器、高分子濕度感測器、電解質濕度感測器、陶瓷濕度感測器、半導體濕度感測器、厚膜濕度感測器或結露濕度感測器；該氣體流量感測器例如可為但不限於質量流量控制器(MFC，mass flow rate controller)；該真空度感測器及該壓力感測器例如可為但不限於電容式膜片真空計(capacitance diaphragm gauge)、壓電式真空計(piezo gauge)、派藍尼真空計(CMOS-MEMS pirani gauge)或離子計(ion gauge)。
於該負極沉積腔室400的環境溫度上，其溫度可為50至250℃之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：50℃、75℃、100℃、125℃、150℃、175℃、200℃或250℃，於本發明中較佳為125至175℃。
於該負極沉積腔室400的環境真空度上，其真空度可為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：2
Figure 02_image001
10 -6torr、3
Figure 02_image001
10 -6torr、4
Figure 02_image001
10 -6torr、5
Figure 02_image001
10 -6torr、6
Figure 02_image001
10 -6torr、7
Figure 02_image001
10 -6torr、8
Figure 02_image001
10 -6torr或9
Figure 02_image001
10 -6torr，於本發明中較佳為2
Figure 02_image001
10 -6至5
Figure 02_image001
10 -6torr之間。
於該負極沉積腔室400的環境壓力上，其壓力可為1至1000Kpa之間，具體例如：1至250Kpa、1至500Kpa、1至750Kpa、1至1000Kpa、5至250Kpa、5至500Kpa、5至750Kpa或5至1000Kpa，於本發明中較佳為5至500Kpa之間。
該負極加工裝置可視使用者對於該固態電池負極之加工方式而進行適當地調整，於本發明中，若該固態電池負極之製造方式係以3D列印方式進行，則該負極加工裝置為3D列印機，具體例如但不限於擠壓型3D列印機、金屬線路型3D列印機、顆粒型3D列印機、層積型3D列印機等；若該固態電池負極之製造方式係以物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)方式，尤其是熱蒸鍍法(thermal evaporation deposition)進行，則該負極加工裝置為物理氣相沉積之熱蒸鍍法加工設備；若該固態電池負極之製造方式係以化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)方式進行，則該負極加工裝置為化學氣相沉積加工設備。
該氣體輸入設備460包括設置於該負極沉積腔室400上的隔離閥4602、與該隔離閥4602相連之質量流量控制器4604、與該質量流量控制器4604相連之低壓傳感器4606、與該低壓傳感器4606相連之氣體過濾器4608、與該氣體過濾器4608相連之壓力調節器4610、與該壓力調節器4610相連之高壓傳感器4612以及與該高壓傳感器4612相連之氣瓶4614。
該超高真空壓力設備410包括渦輪分子泵4114、機械泵浦4110、設置於高真空閥4112與該負極沉積腔室400之間的第四通道P4、設置於該機械泵浦4110與該負極沉積腔室400之間的第五通道P5、設置於該第四通道P4及該第五通道P5之間的第六通道P6。該第四通道P4靠近該負極沉積腔室400的部分設置有閘閥4106，該第四通道P4靠近該渦輪分子泵4114的部分設置有高真空閥4112，該第五通道P5靠近該負極沉積腔室400的部分設置有粗抽閥門4102，靠近該前閥門4104的部分設置有壓力計4108，該第六通道P6上設置有前閥門4104。其中該第六通道P6的第一端係連通至該第四通道P4於該閘閥4106與該高真空閥4112的中間段上，該第六通道P6的第二端係連通至該第五通道P5於粗抽閥門4102與該機械泵浦4110的中間段上。
該加熱裝置420例如可為但不限於紅外線加熱器(IR heater)或遠紅外線加熱器(far infrared heater)等。
於進行固態電池之負極製造時，開啟粗抽閥門4102、前閥門4104以及閘閥4106，並關閉高真空閥4112，接著以機械泵浦4110將該負極沉積腔室400之氣壓降至10 -3torr(以壓力量測裝置4108進行量測)；待該腔室400內之壓力降至10 -3torr後，關閉該粗抽閥門4102及該前閥門4104，並持續開啟該閘閥4106；然後開啟該高真空閥4112，以渦輪分子泵4114將該腔室400內之壓力降至10 -6torr，較佳為降至2
Figure 02_image001
10 -6torr；開啟氣瓶4614，以及開啟該隔離閥4602，並以質量流量控制器4604控制氣體流量為20SCCM(當該負極沉積腔室400為小腔室時)至50SLM(當該負極沉積腔室400為大腔室時)；最後以50至250℃之加熱裝置420烘烤該固態電池之正極半成品，獲得製造完成之固態電池負極。
其中該氣瓶4614中的氣體具體可以是但不限定於氬氣或氪氣。
製造該固態電池負極之材料例如可為但不限於石墨(graphite)、於銅箔表面包覆石墨(graphite coated on copper foil)、於矽表面包覆石墨(graphite coated on silicon)、鋰(lithium)或於銅箔表面包覆石墨及鋰等。
請參見圖4，圖4係為本發明自動化固態電池製造設備之固態電解質成型裝置示意圖。
該固態電解質成型裝置60主要包括一固態電解質成型腔室600，於該固態電解質成型腔室600中，主要設置有一固態電解質成型加工裝置(未呈現於圖示中)、一氣體輸入設備650、一超高真空壓力設備610、複數個感測器以及一承載裝置620。
該固態電解質成型裝置60係用於進行固態電池之固態電解質製作，於一實施例中，將該固態電解質成型腔室600的環境參數控制在溫度為22至100℃之間，濕度為0，真空度為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，壓力為1至1000Kpa之間，在此環境下可提升固態電池電解質之製造效率，是以於該固態電解質成型腔室600中設置有複數個感測器以對該等製程參數進行監測與調控。
其中該等感測器包括溫度感測器、濕度感測器、氣體流量感測器、真空度感測器、壓力感測器，該溫度感測器例如可為但不限於熱電偶計(thermocouple gauge)；該濕度感測器例如可為但不限於石英晶體振盪濕度感測器、高分子濕度感測器、電解質濕度感測器、陶瓷濕度感測器、半導體濕度感測器、厚膜濕度感測器或結露濕度感測器；該氣體流量感測器例如可為但不限於質量流量控制器(MFC，mass flow rate controller)；該真空度感測器及該壓力感測器例如可為但不限於電容式膜片真空計(capacitance diaphragm gauge)、壓電式真空計(piezo gauge)、派藍尼真空計(CMOS-MEMS pirani gauge)或離子計(ion gauge)。
於該固態電解質成型腔室600的環境溫度上，其溫度可為22至100℃之間，具體例如：22至50℃之間、22至75℃之間、22至100℃之間、25至50℃之間、25至75℃之間或25至100℃之間，於本發明中較佳為25至75℃之間。
於該固態電解質成型腔室600的環境真空度上，其真空度可為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：2
Figure 02_image001
10 -6torr、3
Figure 02_image001
10 -6torr、4
Figure 02_image001
10 -6torr、5
Figure 02_image001
10 -6torr、6
Figure 02_image001
10 -6torr、7
Figure 02_image001
10 -6torr、8
Figure 02_image001
10 -6torr或9
Figure 02_image001
10 -6torr，於本發明中較佳為2
Figure 02_image001
10 -6至5
Figure 02_image001
10 -6torr之間。
於該固態電解質成型腔室600的環境壓力上，其壓力可為1至1000Kpa之間，具體例如：1至250Kpa、1至500Kpa、1至750Kpa、1至1000Kpa、5至250Kpa、5至500Kpa、5至750Kpa或5至1000Kpa，於本發明中較佳為5至500Kpa之間。
該固態電解質成型腔室600係由不鏽鋼所製成。
該氣體輸入設備650包括設置於該固態電解質成型腔室600上的隔離閥6502、與該隔離閥6502相連之質量流量控制器6504、與該質量流量控制器6504相連之低壓傳感器6506、與該低壓傳感器6506相連之氣體過濾器6508、與該氣體過濾器6508相連之壓力調節器6510、與該壓力調節器6510相連之高壓傳感器6512以及與該高壓傳感器6512相連之氣瓶6514。
該超高真空壓力設備610包括渦輪分子泵6114、機械泵浦6110、設置於高真空閥6112與該固態電解質成型腔室600之間的第七通道P7、設置於該機械泵浦6110與該固態電解質成型腔室600之間的第八通道P8、設置於該第七通道P7及該第八通道P8之間的第九通道P9。該第七通道P7靠近該固態電解質成型腔室600的部分設置有閘閥6106，該第七通道P7靠近該渦輪分子泵6114的部分設置有高真空閥6112，該第八通道P8靠近該固態電解質成型腔室600的部分設置有粗抽閥門6102，靠近該前閥門6104的部分設置有壓力計6108，該第九通道P9上設置有前閥門6104。其中該第九通道P9的第一端係連通至該第七通道P7於該閘閥6106與該高真空閥的中間段上，該第九通道P9的第二端係連通至該第八通道P8於粗抽閥門6102與該機械泵浦6110的中間段上。
於一實施例中，將該固態電池之固態電解質以雷射方式設計成雙面皆具有凹凸微結構，且該固態電池電解質的第一側凹紋結構與第二側凹紋結構為相互交錯排列的方式，可有效提升固態電池間正、負極離子交換的情形，大幅提升固態電池之供電量。
其中，該固態電池電解質之該凹凸微結構通過該第一側凹紋結構最底側的第一平面與通過該第二側凹紋結構最底側的第二平面兩者之間的距離係小於等於20μm，例如小於等於20μm、小於等於15μm、小於等於10μm或小於等於5μm。
且該固態電解質之該凹凸微結構上的凸塊結構的直徑大致為20μm；於本文中，用語「大致」意指在所指示的數字的±5%以內，因此該凸塊結構的直徑為25μm、24μm、23μm、22μm、21μm、20μm、19μm、18μm、17μm、16μm或15μm。
進一步請參見圖6，該固態電解質之兩相鄰凸塊結構間的距離係為a，該距離a具體可為30μm、40μm或60μm，因此該凸塊結構可以30μm
Figure 02_image001
30μm、40μm
Figure 02_image001
40μm、或60μm
Figure 02_image001
60μm的方式排列於該固態電池電解質的表面上。
於進行固態電池之固態電解質製造時，開啟粗抽閥門6102、前閥門6104以及閘閥6106，並關閉高真空閥6112，接著以機械泵浦6110將該固態電解質成形腔室600之氣壓降至10 -3torr；待該腔室600內之壓力降至10 -3torr後，關閉該粗抽閥門6102及該前閥門6104，並持續開啟該閘閥6106；然後開啟該高真空閥6112，以渦輪分子泵6114將該腔室600內之壓力降至10 -6torr，較佳為降至2
Figure 02_image001
10 -6torr；開啟充填有氮氣之氣瓶6514，以及開啟該隔離閥6502，並以質量流量控制器6504控制該氮氣之氣體流量為20SCCM(當該固態電解質成型腔室600為小腔室時)至50SLM(當該固態電解質成型腔室600為大腔室時)，獲得製造完成之固態電解質。
該承載裝置620可乘載該固態電池之固態電解質半成品，並於該半成品製造的過程中自由轉動，使該製程氣體可均勻地附著於該半成品之上。
製造該固態電解質之材料具體可以是但不限定於石榴石電解質(garnet electrolytes)鋰鑭鋯氧化物(LLZO)(例如可以是但不限定於Li 7La 3Zr 2O 12、Li 2ZrO 3、Li 4Ti 5O 12、LiAlO 2、LiNbO 3)、硫化物電解質(Sulfide Electrolytes)(例如可以是但不限定於Li 2S、Li 3PS 4、LiPSClBr、LiGePS)、或其他類此的材料。
請參見圖5，圖5係為本發明自動化固態電池製造設備之堆疊壓接裝置示意圖。
該堆疊壓接裝置70主要包括一堆疊壓接腔室700，於該堆疊壓接腔室700中，主要設置有一堆疊壓接加工裝置(未呈現於圖示中)、一氣體輸入設備740、一超高真空壓力設備710以及複數個感測器。
該堆疊壓接裝置70係用於將前述由正極沉積裝置所完成之正極、負極沉積裝置所完成之負極、固態電解質成型裝置所完成之固態電解質進行堆疊壓接，於一實施例中，將該堆疊壓接腔室700的環境參數控制在溫度為22至100℃之間，濕度為0，真空度為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，壓力為300至600Kpa之間時，可有效提升堆疊壓接之效率，是以於該堆疊壓接腔室700中設置有複數個感測器以對該等製成參數進行監測與調控。
其中該等感測器包括溫度感測器、濕度感測器、氣體流量感測器、真空度感測器、壓力感測器，該溫度感測器例如可為但不限於熱電偶計(thermocouple gauge)；該濕度感測器例如可為但不限於石英晶體振盪濕度感測器、高分子濕度感測器、電解質濕度感測器、陶瓷濕度感測器、半導體濕度感測器、厚膜濕度感測器或結露濕度感測器；該氣體流量感測器例如可為但不限於質量流量控制器(MFC，mass flow rate controller)；該真空度感測器及該壓力感測器例如可為但不限於電容式膜片真空計(capacitance diaphragm gauge)、壓電式真空計(piezo gauge)、派藍尼真空計(CMOS-MEMS pirani gauge)或離子計(ion gauge)。
於該堆疊壓接腔室700的環境溫度上，其溫度可為22至100℃之間，具體例如：22至50℃之間、22至75℃之間、22至100℃之間、25至50℃之間、25至75℃之間或25至100℃之間，於本發明中較佳為25至50℃之間。
於該堆疊壓接腔室700的環境真空度上，其真空度可為2
Figure 02_image001
10 -6至9
Figure 02_image001
10 -6torr之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：2
Figure 02_image001
10 -6torr、3
Figure 02_image001
10 -6torr、4
Figure 02_image001
10 -6torr、5
Figure 02_image001
10 -6torr、6
Figure 02_image001
10 -6torr、7
Figure 02_image001
10 -6torr、8
Figure 02_image001
10 -6torr或9
Figure 02_image001
10 -6torr，於本發明中較佳為2
Figure 02_image001
10 -6至5
Figure 02_image001
10 -6torr之間。
該堆疊壓接裝置70通過荷重元(Load Cell)進行壓接，並經由應變計(strain gauge)進行量測，壓接裝置提供的壓力可為300至600Kpa之間，具體例如以下數值中任意兩者間的範圍，例如：300Kpa、350Kpa、400Kpa、450Kpa、500Kpa、550Kpa或600Kpa，於本發明中較佳為350至500Kpa之間。
該堆疊壓接腔室700係由不鏽鋼所製成。
該堆疊壓接加工裝置可視使用者對於該固態電池固態電解質之加工方式而進行適當地調整。於一實施例中，該堆疊壓接加工裝置例如可以是液壓設備、油壓設備、機械式衝壓設備或其他任意可以提供平面施壓的設備，於本發明中不予以限制。
該氣體輸入設備740包括設置於該堆疊壓接腔室700上的隔離閥7402、與該隔離閥7402相連之質量流量控制器7404、與該質量流量控制器7404相連之低壓傳感器7406、與該低壓傳感器7406相連之氣體過濾器7408、與該氣體過濾器7408相連之壓力調節器7410、與該壓力調節器7410相連之高壓傳感器7412以及與該高壓傳感器7412相連之氣瓶7414。
該超高真空壓力設備710包括渦輪分子泵7114、機械泵浦7110、設置於高真空閥7112與該堆疊壓接腔室700之間的第十通道P10、設置於該機械泵浦7110與該堆疊壓接腔室700之間的第十一通道P11、設置於該第十通道P10及該第十一通道P11的第十二通道P12。該第十通道P10靠近該堆疊壓接腔室700的部分設置有閘閥7106，該第十通道P10靠近該渦輪分子泵7114的部分設置有高真空閥7112，該第十一通道P11靠近該堆疊壓接腔室700的部分設置有粗抽閥門7102，靠近該前閥門7104的部分設置有壓力計7108，該第十二通道P12上設置有前閥門7104。其中該第十二通道P12的第一端係連通至該第十通道P10於該閘閥7106與該高真空閥的中間段上，該第十二通道P12的第二端係連通至該第十一通道P11於粗抽閥門7102與該機械泵浦7110的中間段上。
於進行固態電池之堆疊壓接時，開啟粗抽閥門7102、前閥門7104以及閘閥7106，並關閉高真空閥7112，接著以機械泵浦7110將該固態電解質成形腔室700之氣壓降至10 -3torr；待該腔室700內之壓力降至10 -3torr後，關閉該粗抽閥門7102及該前閥門7104，並持續開啟該閘閥7106；然後開啟該高真空閥7112，以渦輪分子泵7114將該腔室700內之壓力降至10 -6torr，較佳為降至2
Figure 02_image001
10 -6torr；開啟充填有氬氣之氣瓶7514，以及開啟該隔離閥7502，並以質量流量控制器7504控制該氬氣之氣體流量為20SCCM(當該堆疊壓接腔室700為小腔室時)至50SLM(當該堆疊壓接腔室700為大腔室時)，獲得製造完成之固態電池。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述僅為本發明之一較佳實施態樣與實施例，並非係用以限定本發明範圍，即任何本領域中具通常知識者，在不違反其精神及範圍下多樣地改變及修飾此發明來適應不同的用途及狀況，如此，該實施態樣亦屬於本發明的申請專利範圍。
10:自動化固態電池製造設備(automated solid-state battery production equipment) 20:傳輸裝置(transport device) 30:正極沉積裝置(cathode deposition device) 40:負極沉積裝置(anode deposition device) 50:隔離裝置(isolation device) 60:固態電解質成型裝置(solid-state electrolyte forming device) 70:堆疊壓接裝置(stacking pressing device) 80:傳輸裝置移動路線(transport device movement route) 300:正極沉積腔室(cathode deposition chamber) 310、410、610、710:超高真空壓力設備(Ultra-high vacuum pressure equipment) 3102、4102、6102、7102:粗抽閥門(roughing valve) 3104、4104、6104、7104:前閥門(foreline valve) 3106、4106、6106、7106:閘閥(gate valve) 3108、4108、6108、7108:壓力計(pressure gauge) 3110、4110、6110、7110:機械泵浦(mechanical pump) 3112、4112、6112、7112:高真空閥(high vacuum valve) 3114、4114、6114、7114:渦輪分子泵(turbomolecular pump) 320、420:加熱裝置(heater) 330、430:溫度控制裝置(temperature control device) 340、440、630、720:壓力測量裝置(pressure gauge) 350、450、640、730:離子測量裝置(ion gauge) 360、460、650、740:氣體輸入設備(gas input device) 3602、4602、6502、7402:隔離閥(isolation valve) 3604、4604、6504、7404:質量流量控制器(mass flow rate controller) 3606、4606、6506、7406:低壓傳感器(low pressure transducer) 3608、4608、6508、7408:氣體過濾器(gas filter) 3610、4610、6510、7410:壓力調節器(pressure regulator) 3612、4612、6512、7412:高壓傳感器(high pressure transducer) 3614、4614、6514、7414:氣瓶(gas cylinder) 400:負極沉積腔室(anode deposition chamber) 600:固態電解質成型腔室(solid-state electrolyte forming chamber) 620:承載裝置(carrier device) 700:堆疊壓接腔室(stacking pressing chamber) P1:第一通道(first channel) P2:第二通道(second channel) P3:第三通道(third channel) P4:第四通道(forth channel) P5:第五通道(fifth channel) P6:第六通道(sixth channel) P7:第七通道(seventh channel) P8:第八通道(eighth channel) P9:第九通道(ninth channel) P10:第十通道(tenth channel) P11:第十一通道(eleventh channel) P12:第十二通道(twelfth channel) a:固態電池電解質之凸塊結構間之距離
圖1係為本發明自動化固態電池製造設備之整體示意圖。
圖2係為本發明自動化固態電池製造設備之正極沉積裝置示意圖。
圖3係為本發明自動化固態電池製造設備之負極沉積裝置示意圖。
圖4係為本發明自動化固態電池製造設備之固態電解質成型裝置示意圖。
圖5係為本發明自動化固態電池製造設備之堆疊壓接裝置示意圖。
圖6係為本發明自動化固態電池製造設備所製造之固態電池電解質其凸塊結構排列於該固態電池電解質表面上的示意圖。
10:自動化固態電池製造設備(automated solid-state battery production equipment)
20:傳輸裝置(transport device)
30:正極沉積裝置(cathode deposition device)
40:負極沉積裝置(anode deposition device)
50:隔離裝置(isolation device)
60:固態電解質成型裝置(solid-state electrolyte forming device)
70:堆疊壓接裝置(stacking pressing device)
80:傳輸裝置移動路線(transport device movement route)

Claims (11)

  1. 一種自動化固態電池製造設備，包含：一正極沉積(cathode deposition)裝置，該正極沉積裝置包括一正極沉積腔室以及設置於該正極沉積腔室的一正極加工裝置、一第一氣體輸入設備、一第一超高真空壓力設備、複數個第一加熱裝置以及複數個第一感測器；一負極沉積(anode deposition)裝置，該負極沉積裝置包括一負極沉積腔室以及設置於該負極沉積腔室的一負極加工裝置、一第二氣體輸入設備、一第二超高真空壓力設備、複數個第二加熱裝置以及複數個第二感測器；一固態電解質(solid-state electrolyte)成型裝置，該固態電解質成型裝置包括一固態電解質成型腔室以及設置於該固態電解質成型腔室的一固態電解質成型加工裝置、一第三氣體輸入設備、一第三超高真空壓力設備、複數個第三感測器以及一承載裝置；一堆疊壓接(stacking pressing)裝置，該堆疊壓接裝置包括一堆疊壓接腔室以及設置於該堆疊壓接腔室的一堆疊壓接加工裝置、一第四氣體輸入設備、一第四超高真空壓力設備以及複數個第四感測器；以及一或複數個傳輸裝置，用於將該正極沉積裝置、該負極沉積裝置以及該固態電解質成型裝置所製造的部件移動至該堆疊壓接裝置以經由該堆疊壓接裝置壓接成固態電池成品，以實現自動化加工程序。
  2. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，進一步包含一隔離(isolation)裝置，該隔離裝置包括一隔離腔室以及設置於該隔離腔室的複數個感測器。
  3. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，其中該第一感測器、該第二感測器、該第三感測器以及該第四感測器包括一溫度感測器、一濕度感測器、一氣體流量感測器、一真空度感測器以及一壓力感測器。
  4. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，其中該第一超高真空壓力設備包括一第一渦輪分子泵(turbomolecular pump)、一第一機械泵浦(mechanical pump)、設置於該正極沉積腔室與該第一渦輪分子泵之間的一第一高真空閥(high vacuum valve)、設置於該第一高真空閥與該正極沉積腔室之間的一第一通道、設置於該第一機械泵浦與該正極沉積腔室之間的一第二通道、設置於該第一通道及該第二通道之間的一第三通道，該第一通道靠近該正極沉積腔室的部分設置有一第一閘閥(gate valve)，該第二通道靠近該正極沉積腔室的部分設置有一第一粗抽閥門(roughing valve)，該第三通道上設置有一第一前閥門(foreline valve)，該第二通道靠近該第一前閥門的部分設置有一第一壓力計(pressure gauge)，其中該第三通道的第一端係連通至該第一通道於該第一閘閥與該第一高真空閥的中間段上，該第三通道的第二端係連通至該第二通道於該第一粗抽閥門與 該第一機械泵浦的中間段上；該第二超高真空壓力設備包括一第二渦輪分子泵(turbomolecular pump)、一第二機械泵浦(mechanical pump)、設置於該負極沉積腔室與該第二渦輪分子泵之間的一第二高真空閥(high vacuum valve)、設置於該第二高真空閥與該負極沉積腔室之間的一第四通道、設置於該第二機械泵浦與該負極沉積腔室之間的一第五通道、設置於該第四通道及該第五通道之間的一第六通道，該第四通道靠近該負極沉積腔室的部分設置有一第二閘閥(gate valve)，該第五通道靠近該負極沉積腔室的部分設置有一第二粗抽閥門(roughing valve)，該第六通道上設置有一第二前閥門(foreline valve)，該第五通道靠近該第二前閥門的部分設置有一第二壓力計(pressure gauge)，其中該第六通道的第一端係連通至該第四通道於該第二閘閥與該第二高真空閥的中間段上，該第六通道的第二端係連通至該第五通道於該第二粗抽閥門與該第二機械泵浦的中間段上；該第三超高真空壓力設備包括一第三渦輪分子泵(turbomolecular pump)、一第三機械泵浦(mechanical pump)、設置於該固態電解質成型腔室與該第三渦輪分子泵之間的一第三高真空閥(high vacuum valve)、設置於該第三高真空閥與該固態電解質成型腔室之間的一第七通道、設置於該第三機械泵浦與該固態電解質成型腔室之間的一第八通道、設置於該第七通道及該第八通道之間的一第九通道，該第七通道靠近該固態電解質成型腔室的部分設置有一第三閘閥(gate valve)，該第八通道靠近該固態電解質成型腔室 的部分設置有一第三粗抽閥門(roughing valve)，該第九通道上設置有一第三前閥門(foreline valve)，該第八通道靠近該第三前閥門的部分設置有一第三壓力計(pressure gauge)，其中該第九通道的第一端係連通至該第七通道於該第三閘閥與該第三高真空閥的中間段上，該第九通道的第二端係連通至該第八通道於該第三粗抽閥門與該第三機械泵浦的中間段上；該第四超高真空壓力設備包括一第四渦輪分子泵(turbomolecular pump)、一第四機械泵浦(mechanical pump)、設置於該堆疊壓接腔室與該第四渦輪分子泵之間的一第四高真空閥(high vacuum valve)、設置於該第四高真空閥與該堆疊壓接腔室之間的一第十通道、設置於該第四機械泵浦與該堆疊壓接腔室之間的一第十一通道、設置於該第十通道及該第十一通道之間的一第十二通道，該第十通道靠近該堆疊壓接腔室的部分設置有一第四閘閥(gate valve)，該第十一通道靠近該堆疊壓接腔室的部分設置有一第四粗抽閥門(roughing valve)，該第十二通道上設置有一第四前閥門(foreline valve)，該第十一通道靠近該第四前閥門的部分設置有一第四壓力計(pressure gauge)，其中該第十二通道的第一端係連通至該第十通道於該第四閘閥與該第四高真空閥的中間段上，該第十二通道的第二端係連通至該第十一通道於該第四粗抽閥門與該第四機械泵浦的中間段上。
  5. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，其中該第一氣體 輸入設備包括設置於該正極沉積腔室上的一第一隔離閥(isolation valve)、與該第一隔離閥相連之一第一質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該第一質量流量控制器相連之一第一低壓傳感器(low pressure transducer)、與該第一低壓傳感器相連之一第一氣體過濾器(gas filter)、與該第一氣體過濾器相連之一第一壓力調節器(pressure regulator)、與該第一壓力調節器相連之一第一高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該第一高壓傳感器相連之一第一氣瓶(gas cylinder)；該第二氣體輸入設備包括設置於該負極沉積腔室上的一第二隔離閥(isolation valve)、與該第二隔離閥相連之一第二質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該第二質量流量控制器相連之一第二低壓傳感器(low pressure transducer)、與該第二低壓傳感器相連之一第二氣體過濾器(gas filter)、與該第二氣體過濾器相連之一第二壓力調節器(pressure regulator)、與該第二壓力調節器相連之一第二高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該第二高壓傳感器相連之一第二氣瓶(gas cylinder)；該第三氣體輸入設備包括設置於該固態電解質成型腔室上的一第三隔離閥(isolation valve)、與該第三隔離閥相連之一第三質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該第三質量流量控制器相連之一第三低壓傳感器(low pressure transducer)、與該第三低壓傳感器相連之一第三氣體過濾器(gas filter)、與該第三氣體過濾器相連之一第三壓力調節器(pressure regulator)、與該第三壓力調 節器相連之一第三高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該第三高壓傳感器相連之一第三氣瓶(gas cylinder)；該第四氣體輸入設備包括設置於該堆疊壓接腔室上的一第四隔離閥(isolation valve)、與該第四隔離閥相連之一第四質量流量控制器(mass flow rate controller)、與該第四質量流量控制器相連之一第四低壓傳感器(low pressure transducer)、與該第四低壓傳感器相連之一第四氣體過濾器(gas filter)、與該第四氣體過濾器相連之一第四壓力調節器(pressure regulator)、與該第四壓力調節器相連之一第四高壓傳感器(high pressure transducer)以及與該第四高壓傳感器相連之一第四氣瓶(gas cylinder)。
  6. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，其中該固態電解質成型加工裝置為雷射刻紋裝置，該雷射刻紋裝置係依據處理器提供的雷射刻紋影像，於該固態電池工件半成品的固態電解質上產生凹凸微結構。
  7. 如請求項1之自動化固態電池製造設備，其中該傳輸裝置包括機械手臂、多軸機械手臂、線性載台、傅輸氣壓缸，傳輸液壓缸、傳輸機電傳感驅動與控制設備、多軸傳動機構及/或移載裝置。
  8. 一種由請求項1至7任一項之自動化固態電池製造設備所製造之固態電池電解質，其中該固態電池電解質的雙面具 凹凸微結構，該凹凸微結構係由複數個凹紋結構以及複數個凸塊結構所構成，且該固態電池電解質的第一側凹紋結構與該固態電池電解質的第二側凹紋結構相互交錯排列。
  9. 如請求項8之固態電池電解質，其中該凹凸微結構通過該第一側凹紋結構最底側的第一平面與通過該第二側凹紋結構最底側的第二平面兩者之間的距離係小於等於20μm。
  10. 如請求項8之固態電池電解質，其中該凹凸微結構上的凸塊結構的直徑大致為20μm。
  11. 如請求項8之固態電池電解質，其中該凸塊結構係以30μm×30μm、40μm×40μm或60μm×60μm排列於該固態電池電解質的表面上。
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