در طراحی این باتری از آهن، یک ماده ارزان و اکسیژن استفاده شده تا بتوان واکنشهای مورد نظر را انجام داد. این باتری نه تنها به راحتی کار میکند بلکه عملکرد فوقالعادهای نیز دارد. باتریهای لیتیم-یون با انتقال یونهای لیتیم بین آند و کاتد کار میکنند. زمانیکه باتری شارژ میشود، یونها به سمت آند بازگشته و ذخیره میشوند. کاتد این باتریها از ترکیبی ساخته شده که حاوی یونهای لیتیم، فلزات واسطه و اکسیژن است. فلزات واسطه که عمدتاً کبالت هستند، بطور مؤثر انرژی الکتریکی را ذخیره و آزاد میکنند؛ سپس مقدار ظرفیت کاتد به وسیله تعداد الکترونهای موجود در فلزات واسطه که میتوانند در واکنش شیمیایی شرکت کنند، محدود میشود.
باتری لیتیم-کبالت-اکسید تقریباً 20 سالی است که به فروش میرسد اما محققان سالیان زیادی است که به دنبال مواد ارزانتر با ظرفیت بیشتر هستند. در این راستا محققان آزمایشگاه آرگون توانستند با دو روش، باتریهای لیتیم-کبالت-اکسید را ارتقا دهند: 1) جایگزینی کبالت با آهن و 2) اعمال فشار به اکسیژن برای شرکت در واکنش.
اگر اکسیژن میتوانست انرژی الکتریکی را ذخیره و آزاد کند، باتری هم میتواند ظرفیت بیشتری را ذخیره کرده و لیتیم بیشتری را مصرف کند. گروههای زیادی در سالهای قبل تلاش کردند تا این مسئله را حل کنند. مشکلی که در این کار وجود دارد این است که اگر نیاز به حضور اکسیژن در واکنش باشد، ترکیب حاصل ناپایدار خواهد بود. زیرا اکسیژن با خارجشدن از باتری باعث عدم پایداری واکنش خواهد شد. محققان بر اساس محاسبات کامپیوتری توانستند، فرمولاسیونی را کشف کنند که بطور برگشتپذیر کار میکند. آنها در ابتدا، کبالت را با آهن جایگزین کردند (به عنوان عنصر ارزانتر، مزیت دارد). سپس با استفاده از محاسبات، رابطه مناسبی بین یونهای لیتیم، آهن و اکسیژن پیدا کردند که با انجام واکنش همزمان و برگشتپذیر اکسیژن و آهن، مانع از خروج یونهای اکسیژن از باتری میشوند.
تکنولوژی این باتری نه تنها به دلیل خروج الکترون از اکسیژن و فلز جالب است، بلکه به دلیل استفاده از آهن نیز قیمت آن ارزانتر است. نکته مهمتر این است که باتری مورد نظر به جای یک یون، 4 یون لیتیم را انتقال میدهد. با این وجود حداقل از یک یون لیتیم میتوان در واکنش استفاده کرد که منجر به افزایش ظرفیت باتری میشود. اما بازگردانی 4 یون لیتیم در واکنشهای رفت و برگشت یک چالش جدی به حساب میآید. اگر این چالش نیز حل شود، 4 یون لیتیم برای فلز مصرف میشوند و طول عمر باتری را تا 8 برابر افزایش خواهند داد.
از این باتری میتوان به عنوان گزینهای نویدبخش برای جایگزینی با سوخت فسیلی در اتومبیل استفاده کرد.