本发明公开了一种硫化物固态电解质薄膜的制备方法，包括如下步骤：以Li6PS5Cl为电解质，以正庚烷为分散剂，以氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物为粘结剂，将三种物质混合球磨，得到Li6PS5Cl悬浮液；将Li6PS5Cl悬浮液浇铸在纤维素膜上，干燥后，进行冷压，制得硫化物固态电解质薄膜。本发明以Li6PS5Cl为固态电解质，纤维膜为自限骨架，正庚烷为分散剂，SEBS为粘结剂，采用独立式浆液铸造工艺制备了90μm超薄硫化固态电解质薄膜。固态电解质薄膜在25℃时的离子电导率为1.09×10‑3Scm‑1。利用此电解质薄膜组装的全固态锂电池在0.1C电流密度下，循环150次后放电比容量为161.2mAhg‑1，容量保持率为87％，平均库仑效率超过99.5％。通过减小硫化物固态电解质层的厚度和重量提高了能量密度。