什么是锂空气电池？锂空气电池的原理是什么？

什么是锂空气电池

锂空气电池，通俗而言就是金属燃料动力电池，就是用金属锂做负极，氧气做正极的一种锂离子电池。其优点在于比能量高，理论上接近汽油。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。而锂空气电池的缺点是反应可逆性差，要催化剂。

锂空气电池的原理

锂空气电池是一种用锂作阳极，以空气中的氧气作为阴极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其阴极很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。锂空气电池采用锂作为负极活性材料，采用多孔的气体扩散层电极作为正极材料，按电解质体系重要分为有机电解液体(非水性电解液体系)、水性电解液体系、混合电解液体系和全固态电解质体系。

放电过程：阳极的锂释放电子后成为锂阳离子(Li+)，Li+穿过电解质材料，在阴极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2)，并留在阴极。锂空气电池的开路电压为2.91V。

锂空气电池的概念最早由Lockheed提出，电解液为碱性水溶液。氧气在空气电极上发生氧还原反应，形成氢氧化物。其放电反应方程为：4Li+O2+2H2O→4LiOH(1-1)。

放电过程中Li、H2O和O2被消耗，在Li表面生成了一层保护膜而阻碍电化学反应的快速进行。在开路或低功率的状态下，Li的自放电率很高，并伴随着Li的腐蚀反应：Li+H2O→LiOH+1/2H2(1-2)。

在水系电解液中，金属Li极易和水反应，因此对锂离子隔膜的阻水性有很高要求，目前还没有商业化的产品。综合考虑实用性和安全性，水系锂空气电池并非最终实际应用的首选。