Учёные из южнокорейского Университета Тонгук разработали тонкоплёночную твердотельную батарею толщиной 2,77 мкм — примерно в 18–36 раз тоньше человеческого волоса, который обычно составляет 50–100 мкм. Разработка предназначена для носимой электроники, миниатюрных датчиков и медицинских устройств, где обычные аккумуляторы слишком велики.
Главная особенность — двухслойное покрытие из олова и углерода на медном токосъёмнике. Оно помогает контролировать распределение лития внутри элемента и снижать потери при зарядке и разрядке.
Безанодные твердотельные аккумуляторы не имеют отдельного анода: при первой зарядке литий из катода осаждается на токосъёмнике, формируя анод внутри элемента. При многократных циклах литий может осаждаться неравномерно, часть металла теряет контакт с токосъёмником и превращается в «мёртвый литий», из-за чего доступный запас лития сокращается и характеристики падают.
Исследователи под руководством профессора Хён Сока Кима испытали углеродные и металлические покрытия и выбрали структуру из олова и углерода на медной основе. На токосъёмник дополнительно нанесли тонкий слой металлического лития — прелитирование создаёт запас металла, компенсирующий потери на начальных циклах, а при первой зарядке внутри покрытия формируется трёхмерная структура из олова и сплава лития с оловом.
Готовый элемент состоял из катода на основе оксида ванадия и лития, твёрдого электролита из литий-фосфорного оксинитрида и медного токосъёмника с новым покрытием. После 100 циклов зарядки и разрядки он показал объёмную плотность энергии 235,13 Вт·ч/л.