В обычной батарее есть два электрода — анод и катод. В твердотельных аккумуляторах (где электролит твёрдый, а не жидкий) инженеры стремятся исключить анод как отдельную деталь: тогда батарея становится легче и может запасти больше энергии. Замысел в том, что при зарядке металл — например, литий или натрий — сам осаждается на контакте ровным слоем, а при разрядке полностью растворяется обратно. Но на практике после нескольких циклов ёмкость падает, и причина долго оставалась скрытой.

Метод VE-LEEM (визуализирующая электронная микроскопия с низкой энергией) позволил заглянуть в это скрытое пространство и увидеть, что рост металла универсален. Он напоминает снегопад: ключевую роль играет плотность падающих «хлопьев» — атомов металла, — а не свойства поверхности, на которую они ложатся. Точно так же ведут себя плёнки в промышленном напылении, подчиняясь стандартной модели осаждения. Удивительно, но литий и натрий в этом процессе почти неразличимы.

А вот исчезновение металла при разрядке идёт несимметрично. Оно начинается по границам микроскопических зёрен — как будто снег тает неравномерно, оставляя после себя прочную ледяную корку. Этот остаток толщиной всего в несколько атомов оказывается на удивление прочным: он мешает свежему слою металла нормально закрепиться при следующей зарядке. Так в системе накапливается энтропия (беспорядок), что постепенно разрушает батарею изнутри. VE-LEEM помогает инженерам быстрее находить материалы, где такая «корка» минимальна, приближая нас к долговечным без анодным аккумуляторам.