Un mecanismo fácil para recargar Li2O2 en baterías Li–O2

Li–aire es una nueva tecnología de baterías con el potencial de ofrecer una energía específica muy alta, pero que actualmente sufre de un gran sobrepotencial de carga y baja densidad de potencia. En este trabajo, utilizamos cálculos ab initio para demostrar que existe un mecanismo fácil para recargar Li2O2. En lugar de la vía de descomposición directa de Li2O2 en Li y O2 sugerida por la termodinámica de equilibrio, encontramos una vía de reacción alternativa basada en la delitiación topotáctica de Li2O2 para formar compuestos Li2–xO2 fuera de estequiometría, similar al mecanismo de carga en electrodos de intercalación típicos de Li-ion. La baja energía de formación de las fases de Li2–xO2 a granel confirma que este mecanismo de delitiación topotáctica es accesible a sobrepotenciales relativamente pequeños de ∼0.3–0.4 V y es probable que sea favorecido cinéticamente sobre la descomposición de Li2O2. Nuestros hallazgos indican que, a nivel de partícula de Li2O2, no hay obstáculos para aumentar la densidad de corriente, y apuntan a una emocionante oportunidad para crear sistemas Li–aire de carga rápida.