尽管锂-空气可充电电池比锂离子电池提供更高的能量密度，但放电过程中形成的绝缘Li₂O₂阻碍了快速、高效的再充电。氧化还原介质用于促进Li₂O₂的氧化；然而，在低充电电压下的快速动力学对于实际应用是必要的，并且尚未实现。近日，来自牛津大学材料系的Peter G. Bruce等人研究了氧化还原介质氧化Li₂O₂的机理。

文章要点：

1) 该研究发现，速率限制步骤是Li₂O₂的外层单电子氧化为LiO₂，这遵循Marcus理论，且第二步以LiO₂歧化为主，主要形成三重态O₂，与早期观点相反，于介质的氧化还原电位，而与电解质降解无关；

2) 此外，该研究对机制的理解诠释了为什么当前的低电压介质（<+3.3 V） 未能提供高费率（最高费率为+3.74 V），并提出了重要的介质设计策略，以在更接近Li₂O₂氧化的热力学电势（+2.96 V）的电势下提供足够高的速率进行快速充电。

参考资料：

Ahn, S., Zor, C., Yang, S. et al. Why charging Li–air batteries with current low-voltage mediators is slow and singlet oxygen does not explain degradation. Nat. Chem. (2023).

10.1038/s41557-023-01203-3

https://doi.org/10.1038/s41557-023-01203-3