Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Illinois și Laboratorul Național Argonne au dezvoltat o nouă abordare pentru bateriile Li-aer, bazată pe un proces de reacție cu patru electroni pentru a produce formarea și descompunerea oxidului de litiu (Li₂O ) , permițând bateriei să furnizeze o densitate de energie mult mai mare în comparație cu tehnologia actuală Li-ion.
Dezvoltarea unei baterii cu o densitate energetică comparabilă cu cea a benzinei este un obiectiv de mult timp urmărit în cercetarea și dezvoltarea bateriilor. O baterie litiu-aer bazată pe formarea oxidului de litiu (Li2O ) are un astfel de potențial teoretic. Bateriile litiu-aer oferă un mare potențial datorită densității lor energetice ridicate și costului redus. Până în prezent, demonstrațiile bateriilor litiu-aer s-au limitat la procese de reacție cu unul sau doi electroni, rezultând în formarea de superoxid de litiu (LiO2 ) sau, respectiv, peroxid de litiu (Li2O2).
Implementarea cu succes a reacției cu patru electroni în bateria litiu-aer se bazează pe utilizarea unui electrolit în stare solidă combinat cu un catalizator, fosfura de trimolibden (Mo3P ) .
Electrolitul compozit încorporat cu nanoparticule de Li₁₀GeP₂S₁₂ prezintă o conductivitate ionică și o stabilitate ridicate , precum și o stabilitate ridicată a ciclului. Microscopia electronică de transmisie criogenică cu doze mici, efectuată la Centrul pentru Materiale Nanometrice, o facilitate a utilizatorilor din cadrul Departamentului de Energie și Biroului de Știință, confirmă mecanismul de reacție, care favorizează chimia reacției cu patru electroni prin formarea și descompunerea reversibilă a Li₂O ca produs principal.
Cercetarea a constatat că bateria este reîncărcabilă pentru cel puțin 1.000 de cicluri la temperatura camerei, ceea ce reprezintă un progres semnificativ către aplicațiile practice ale bateriilor litiu-aer.