baseret på deres store gravimetriske og volumetriske energitætheder er Li-ion batterier den valgte teknologi til bærbar elektronik og elektrisk mobilitet. De positive og negative elektroder i Li-ion-batterier er i stand til at opbevare Li, hvis specifikke vægt er en afgørende faktor i energitætheden. Da energitætheden af Li-ion-indsættelseskemikalier nærmer sig sin grænse, er intensiv forskning rettet mod anoder og katoder med høj kapacitet. Li−air-eller Li-O2-batterier har store potentielle energi-sultne applikationer såsom elektriske køretøjer på grund af deres ekstremt høje teoretiske specifikke energitæthed.
ved den positive elektrode i typiske Aprotiske Li−O2-batterier fortsætter (dis)ladningsprocessen via dannelsen (iltreduktionsreaktion, ORR) og dekomponering (iltudviklingsreaktion, OER) af Li2O2 ifølge reaktionen 2LI+ + O2 liter Li2O2. Udfordringer inkluderer:
- reversibel dannelse af Li2O2 under realistiske cykelforhold
- forebyggelse af elektrolytnedbrydningsreaktioner.
den ultimative anode er Li-metal med den højeste specifikke kapacitet for Li (3860 mAh g-1), mere end ti gange større end standard grafitanoder (370 mAh g-1) og det laveste omkokspotentiale (-3,04 V versus standard hydrogen). Udfordringer inkluderer:
- forebyggelse af elektrolytnedbrydningsreaktioner og stabilisering af Li-metalelektrolytgrænsefladen
- reversibel kompakt Li-metalbelægning, der forhindrer dannelse af Li-dendrit.
i øjeblikket er udfordringen at opnå bedre forståelse af disse grundlæggende processer og at opnå en lang cykluslevetid ved udvikling af mere stabile elektrolytter og ved bedre kontrol af den reversible Li2O2 og Li-metaldannelse og nedbrydning.
inden for lagring af elektrokemisk energi (se) gruppeelektroder undersøges de grundlæggende mekanismer i Li-metal-og Li2O2-katoder, og nye materialer udvikles for at opnå forbedret ydeevne.
