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空气锂离子电池的工作原理
一、概述
锂空气电池，更准确的称呼应该是锂氧电池（Li-O2），它是一种基于金属与空气化学能转换电能的电池。在这种电化学型的电池由诱导的氧化锂的阳极和氧气阴极组成。电极反应总式分为含水电解质反应和无水电解质反应如下图（包括各类锂电池放点图示）：
以及比容量图示（锂氧、锂硫、锂离子电池、锌空电池对比）：
很明显， 锂氧和锂硫电池的比容量明显高于锂电池这是由于用于锂氧电池的Li2O2和LiOH在锂电池的质量分数远大于LiCoO2。
下图是描述用各种电池驱动汽车的行进的里程，蓝色代表已经实现，褐色代表正在进行生产研究中，红色代表(R&D=research&development）科学研究中。下面的横条表示的是各种电池每千瓦时需要花费的钱。
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这里面锂电池160km的数值是有由Nissan Leaf给出的，而锂氧的550km是根据Sion Power关于锂硫电池的数据推导出来的。 二、化学反应
对于含水电解液和不含水电解液，放电时反应都一样，Li→Li+，正极的金属锂氧化释放锂离子至电解液，充电时则相反。在正极，氧气进入阴极的多孔材料，融入孔洞的电解液中并和表面接触发生还原反应。在这里就要区分含水电解液和不含水电解液了，在不含水电解液中O2形成O2（2-）[小括号表示得到电子]，并和Li+形成Li2O2（最终产物），在含水电解液中Li2O2进一步反应生成LiOH。[也有些作者称可以得到Li2O，这可以提高容量，但这不利于充电反应进行，后面还会说到] 下面对无水电解质和含水电解质分开来说： 1、无水电解质
隔膜需要满足条件：隔绝空气中的CO2和H2O防止其反应生成LiOH和LiCO3使反应不可逆。 电解液（现在研究的比较多）非水性锂空气电池的电解液主要作为传导离子、传输氧气的载体，其性能需要满足如下基本条件：
（1）在充放电过程中，具有较高的稳定性。
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（2）具有高的氧气溶解性和氧气扩散系数（较低 的粘度）；
（3）具有低的吸水性和挥发性； （4）具有高的离子传导性；
（5）具有合适的接触角（电解液与碳表面）。
参考锂离子电池电解液（一般研究还是主要为LiPF6 in EC：DEC=1:1），其余的诸如GC(glass-ceramic)材料与 PC(polymer-ceramic)材料制成的层状织膜固体聚合物电解质，LiTFSI-PMMITFSI–silica–PVdF-HFP等等有兴趣可以google学术下。 2、含水电解质
虽然非水性电解液解决了水与负极锂副反应的产生，然而其反应产物 Li2O2不溶于电解液，逐步堵塞正极的孔隙，减少反应界面面积，阻碍反应物扩散至反应界面，从而阻止反应的进一步进行，使实际获得的比容量低于其理论值，同时还导致锂空电池循环性能较差等不良结果。一些科学家提出含水电解液。它的理论密度低于无水型电解质但实际实验暂高。
电解液：目前试验常见的电解液为 LiOH 和 CH3COOH 溶液。 两者共同：
正极主要由多孔碳材料、催化剂和粘结剂组成。总的来说，其正极应满足以下基本条件： (1)碳材料具有足够高的活性表面区域
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(2)碳材料具有合适的孔隙尺寸和足够高的孔隙率； (3)催化剂对于氧气还原具有较好的催化活性； (4)粘结剂具有较好的特性。
负极材料研究：负极锂保护膜的研究。防止其与O2和CO2反应生成副产物，对于有水体系可能更需要注意，正极侧水性电解液中的水分对于负极锂来说威胁较大，不过要是以后用于研究，这个也是必须要面临的问题。
催化剂研究见下图：
图中是首次恒流充电的比容量和电压关系图。可以明显的看到各种催化剂的效果。 可应用领域
电池怎么用他怎么用。 未来发展前景