1 概述 随着经济的快速发展，全球能源危机日趋严重，生态环境日益恶化，开发清洁、可再生能源已成为当务之急，因此，大力研究与开发高能量密度的电源体系及材料势在必行。

二次电池作为一种能量转化与储存装置，在全球经济可持续发展的进程中占有重要地位，目前正向比能量更高、更好安全、对环境更加友好的方向发展。

在各种电池体系中，金属空气电池一直受到广泛关注。

金属空气电池是以空气中的氧和轻质活泼金属(例如Li，Mg，Al，Zn)作为两极活性物质，实现化学能#8212;电能的直接转换的清洁储能体系，具有类似燃料电池的开放式结构，其放电产物可充电降解，重新循环使用，是真正意义上的绿色能源。

其中，尤其以锂空气电池最有发展前景，锂-空气电池的正极活性物质O2可以直接从空气中获得，比能量高于目前很多常规的电源体系，是目前已经商品化的锂离子电池10倍多，根据锂金属质量计算的二次锂空气电池的理论能量密度高达11400W#183;h/kg，接近于汽油的能量密度（13000W#183;h/kg），这将是其应用于电动汽车动力电源的研究源动力，如果计入来自空气的反应物氧气的质量，其理论能量密度为3505W#183;h/kg（按照放电产物为Li2O2计算），能够实现的能量密度预计可达600W#183;h/kg左右的水平，应用于电动汽车可使得一次充电续航里程达到500~800km，这可以替代对环境污染严重的汽油燃料。

总之，锂空气电池作为新一代大容量电池备受瞩目。

尽管拥有超高的理论比容量，但是目前锂空气电池并没有形成商品化的制作体系，原因就是存在几个严重的问题：（1）充电时，会还原成的金属锂直径，刺穿隔膜导致短路。

（2）理论上在空气电极只和氧气反应，但是实际上锂离子还会和空气中的N2、CO2、水反应，产生更难重点讲解的副产物。

（3）分解Li2CO3等副产物需要的较高电压会导致聚合物电解质降解。

（4）金属锂电极在反复充放电情况下，会和隔膜之间产生间隙，导致离子传输越来越难。