锂空气电池的分类以及优缺点介绍

锂空气电池的分类

整体上，锂空气电池可以分成六类：有机体系、水体系、离子液体体系、有机-水双电解质体系、全固态体系和锂-空气-超级电容电池。

1.水系锂空气电池

水系电解质锂空气电池，电解质是不同酸碱度的各种水溶液，在酸性和碱性不同的电解质中，电池发生的化学反应也不同。锂金属在水系电解质中腐蚀严重，自放电率特别高，使得电池循环性和库伦效率都非常低。

2.有机系锂空气电池

该体系采用金属锂片作为负极，氧气做正极，聚丙烯腈(PAN)基聚合物作为电解质(溶剂PC、EC)，开路电压(OCV)在3V左右，比能量(不计入电池外壳)为250350Wh/kg。这个数据，拿到当前看，比较高，但与锂单质的理论极限相比，低太多。

3.水-有机双液体系锂空气电池

水-有机双液体系锂空气电池的基本形式，电池中负极金属锂处于有机电解液中，正极空气电极一侧电解液为KOH水溶液，中间以超级锂离子导通玻璃膜隔开。这种新构型锂空气电池的新颖之处在于不用担心有机体系中空气电极反应产物堵塞电极微孔的问题，水相中的氧气在空气电极上还原成可溶于水的LiOH。

4.全固态锂空气电池

全固态锂空气电池，中间的电解质由3部分组成，最中间一层比例最大的是耐水性很好的玻璃陶瓷，靠近锂负极和氧气正极分别是两个薄层的不同的高分子材质。全固态锂空气电池不存在漏液问题，安全性有所提高，但固态电解质与锂负极、空气电极、包括固态电解质内部的接触，不会像液体电解质那样紧密，这就可能造成电池内阻增大。相对有机体系锂空气电池，该体系构造也较复杂。

锂空电池的优缺点

锂空气电池的理论比能量为11430Wh/kg（排除O2重量），与汽油的比能量相近。因而，锂空气电池系统实际比能量预计能够达到1700Wh/kg。近十年，特别是最近几年，锂空气电池正在被广泛的研究，也报道了许多重要的实验结果，但最高的电池实际能量密度仅比锂离子电池高一些。因而提高电池的能量密度和倍率性能来实际应用于未来领域还要更多的突破性进展。

与其他电池相比，锂空气电池有比能量高、成本低廉、可充放性、环境友好等。但是，关于有机体系，在空气电极、电解液、催化剂等方面已经有了一定认识，但还存在着一些重要的问题，如放电性能、能量效率、催化剂、空气电极设计、都是锂空气电池体系的关键科学问题。这些这些问题的解决将会推动锂空气电池走向实际的应用。