简介

锂空气电池比 锂离子电池具有更高的 能量密度，因为其阴极（以多孔碳为主）很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。理论上，由于氧气作为阴极反应物不受限，该电池的容量仅取决于锂电极，其比能为5.21kWh/kg（包括 氧气质量），或11.14kWh/kg（不包括氧气）。相对与其他的金属- 空气电池，锂空气电池具有更高的比能（见下表），因此，它非常有吸引力。不过，锂空气电池仍在开发中，市场上还买不到。

设计

锂空气电池

日本 产业技术综合研究所发布的锂空气电池的设计构思是，只在 金属锂的负极使用有机 电解液， 正极的空气极使用水性电解液。既可以用作充电电池也可用作 燃料电池使用。

如果在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间，用只能通过锂离子的 固体电解质隔开的话，可防止两电解液发生混合，而且能促进电池发生反应。这样，能够防止正极的固体反应生成物—— 氧化锂（Li O）析出。

该电池通过放电反应生成的不是固体氧化锂（Li O），而是易溶于水性 电解液的 氢氧化锂（LiOH），这样就不会引起空气极的碳孔堵塞。另外，由于水和氮等无法通过固体电解质隔膜，因此不存在和负极的锂金属发生反应的危险。此外，配置了充电专用的正极，可防止充电时空气极发生腐蚀和劣化。

负极采用 金属锂条， 负极的电解液采用含有 锂盐的有机电解液。中间设有用于隔开正极和负极的锂离子 固体电解质。正极的水性电解液使用碱性水溶性凝胶，与由微细化碳和廉价氧化物催化剂形成的正极组合。

放电时 电极反应如下:

（1）负极反应（Li→Li+e）

金属锂以锂离子（Li）的形式溶于有机 电解液，电子供应给导线。溶解的锂离子（Li）穿过固体电解质移到正极的水性电解液中。

（2）正极反应（O +2H O+4e→4OH）

通过导线供应电子，空气中的 氧气和水在微细化碳表面发生反应后生成 氢氧根离子（OH）。在正极的水性电解液中与锂离子（Li）结合生成水溶性的 氢氧化锂（LiOH）。

充电时 电极反应如下:

（1）负极反应（Li+e→Li）

通过导线供应电子，锂离子（Li）由正极的水性电解液穿过固体 电解质到达负极表面，在负极表面发生反应生成 金属锂。

（2）正极反应（4OH→O +2H O+4e）

反应生成氧。产生的电子供应给导线。