Die Li-O2-Batterie basiert auf der Verwendung von elementarem Lithium statt Graphit als Anode und Sauerstoff statt Lithiummetalloxiden als Kathode. Durch die kontrollierte elektrochemische Reaktion von Li mit O2 lassen sich um ein vielfaches höhere gravimetrische Energiedichten erzielen als in einer Lithium-Ionen-Batterie. Ohne Übergangsmetalle in der Kathode besteht die Möglichkeit günstigere und nachhaltigere Batterien herstellen.