Τα εύσημα για την ανάπτυξη μπαταριών λεπτής μεμβράνης ανήκουν σε μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Δρ Τζον Μπέιτς. Διεξήγαγαν, για πάνω από μια δεκαετία, έρευνα στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge για την ανάπτυξη μιας μπαταρίας λεπτής μεμβράνης. Οι συμβατικές μπαταρίες είναι ογκώδεις και μη εύκαμπτες, καθιστώντας τις ακατάλληλες για χρήση όπου ο χώρος είναι περιορισμένος. Ένας άλλος παράγοντας είναι η αναλογία ενέργειας προς βάρος, η οποία είναι αρκετά χαμηλή για τις συμβατικές μπαταρίες.
Χαρακτηριστικά που είναι ειδικά για τις μπαταρίες λεπτής μεμβράνης είναι η πλήρης κατασκευή στερεάς κατάστασης. Μπορούν να διαμορφωθούν σε οποιοδήποτε σχήμα ή μέγεθος και είναι απολύτως ασφαλή κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας. Αυτές οι συγκεκριμένες μπαταρίες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας. Λόγω της κατασκευής τους σε στερεά κατάσταση, οι μπαταρίες λεπτής μεμβράνης μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες έως και 280 βαθμούς Κελσίου ή 586 βαθμούς Φαρενάιτ χωρίς βλάβη.
Αυτό κάνει τις μπαταρίες λεπτής μεμβράνης να μπορούν να συγκολληθούν μαζί με άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα σε μια διαδικασία επαναροής συγκόλλησης για τη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Σε αυτή τη διαδικασία, όλα τα εξαρτήματα θερμαίνονται σε μια θερμοκρασία στην οποία η συγκόλληση τυπικά λιώνει και ρέει για να συνδέσει κάθε εξάρτημα στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Καθώς αυτή η θερμοκρασία είναι περίπου 250-280 βαθμοί Κελσίου, 482-586 βαθμοί Φαρενάιτ, οι συμβατικές μπαταρίες που περιέχουν οργανικές υγρές ενώσεις δεν μπορούν να επιβιώσουν και επομένως πρέπει να προστεθούν χειροκίνητα, αφού το συγκρότημα έχει χρόνο να κρυώσει. Αυτό το μοναδικό χαρακτηριστικό των μπαταριών λεπτής μεμβράνης τους έχει κερδίσει το όνομα μπαταρίες ηλεκτρονικής.
Η κατασκευή μιας μπαταρίας λεπτής μεμβράνης είναι πολύ απλή. Διαφορετικά στρώματα εναποτίθενται με εξάτμιση ή ψεκασμό, μια μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία κατασκευής ημιαγωγών. Η κάθοδος είναι συνήθως μια μεγάλη επιφάνεια και καλύπτεται στην κορυφή με ένα στρώμα ηλεκτρολύτη πάνω από το οποίο εναποτίθεται η άνοδος. Το ηλεκτρολυτικό στρώμα απομονώνει ολόκληρη την κάθοδο από την άνοδο. Μια βάση ή υπόστρωμα στο κάτω μέρος και μια συσκευασία στο επάνω μέρος, προστατεύουν την μπαταρία από ζημιά. Ανάλογα με το υπόστρωμα και τη μέθοδο συσκευασίας, το συνολικό πάχος της μπαταρίας μπορεί να είναι τόσο λεπτό όσο 0.35 mm έως 0.62 mm. Λόγω του ότι η μπαταρία μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε σχήμα και μέγεθος, μπορεί να στοχευτεί οποιοσδήποτε συγκεκριμένος χώρος, δυνατότητες ενέργειας και ισχύος.
Μια ηλεκτρονική μπαταρία είναι ικανή να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια με υψηλές πυκνότητες ρεύματος λόγω της καλής χρήσης καθόδου. Η πυκνότητα του ρεύματος, και ως εκ τούτου, η ικανότητα εκκένωσης, εξαρτώνται από την περιοχή της καθόδου. Με καλό μέγεθος καθόδου, η μπαταρία λεπτής μεμβράνης μπορεί να υπερηφανεύεται για υψηλή απόδοση ενέργειας με καθορισμένο ρυθμό εκφόρτισης.
Ένα πρακτικό παράδειγμα μπαταρίας λεπτής μεμβράνης είναι μια μπαταρία λιθίου. Η άνοδος είναι μεταλλικό λίθιο, με κάθοδο οξειδίου του κοβαλτίου λιθίου. Αυτή η διάταξη κάνει για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, στις οποίες μπορούν να φορτιστούν έως και 4.2 βολτ και μπορούν να αποφορτιστούν έως 3.0 βολτ επανειλημμένα. Η χωρητικότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου εκφράζεται ως η ποσότητα ρεύματος που μπορεί να δώσει η μπαταρία σε καθορισμένο χρόνο σε ώρες και υποδηλώνεται με AH ή mAH. Η ενέργεια των μπαταριών λεπτής μεμβράνης δίνεται ως το γινόμενο της τάσης και του φορτίου που παρέχεται από αυτήν, εκφρασμένη σε WH ή mWH.