1.锂空电池概述 由于日益严重的能源与环境危机，传统的燃油汽车正逐渐被电动汽车取代。

目前，电动汽车主要使用锂离子电池作为动力源，但是锂离子电池较低的能量密度限制了电动汽车的一次续航里程。

最近几年，因为超高的理论能量密度，锂空气电池逐渐受到研究者的关注。

锂空气电池主要结构包括锂片电极（负极）、电解液和含有催化剂的空气电极（正极）。

锂空气电池的工作原理：放电的时候（氧还原反应，ORR），锂离子通过电解液到空气电极和氧气反应生成放电产物过氧化锂，理论上开路电压为2.96 V；充电的时候（析氧反应，OER），外加电压可使过氧化锂分解成锂离子和氧气【1】。

整个反应过程可实现完全循环，是一种绿色环保的储能技术。

由于氧气可以直接来自于空气，其重量可以忽略不记，所以可以基于负极锂片计算电池比容量，达到11400 Wh kg-1，与高能汽油相当（13000 Wh kg-1）[2]，在目前主要研究和应用的电池体系，锂空气电池的能量密度是最高的。

因此，锂空气电池被认为是下一代电动汽车动力电池的替代者。

2.锂空电池所存在的问题 尽管锂空气电池具有最高的理论比容量，但是一直没能进入市场中被应用是因为还存在以下一些问题：（1）不溶于有机电解液的放电产物（Li2O2）容易堆积在空气电极，最终会阻断锂离子和氧气的接触，导致放电反应停止；（2）充放电过程中，电池容量衰减严重，循环寿命低；（3）充电过电位较高，库伦效率低等问题。

阴极催化剂能有效促进电池充放电过程中氧还原（ORR）和析氧反应（OER）的动力学过程，促进Li2O2的可逆循环，是解决以上锂空气电池面临的问题的关键。