鋰空氣電池是什么？

鋰空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因為其陰極（以多孔碳為主）很輕，且氧氣從環境中獲取而不用保存在電池里。其實，鋰空氣電池就是金屬燃料動力電池，通俗地來說就是用金屬鋰做負極，氧氣做正極的一種鋰離子電池。鋰空氣電池的優點在于比能量高（比能量，簡單地理解就是單位質量的電極材料參與反應時放出電能的大小），理論上接近了汽油。

雖然鋰空氣電池比能量高，但是它的缺點就是反應可逆性差，要催化劑。這里所說的2D材料也叫做二維材料。用它們做催化劑的時候，能夠提高電池內部的化學反應速率，使鋰空氣電池的效率更高、充電能力更強，電池保存能量的能力和供應能量的能力被大大提升了。

放電過程：陽極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子（Li+），Li+穿過電解質材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結合生成氧化鋰（Li2O）或者過氧化鋰（Li2O2），并留在陰極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91V。

鋰空氣電池原理是什么

鋰空氣電池采用鋰作為負極活性材料，采用多孔的氣體擴散層電極作為正極材料，按電解質體系重要分為有機電解液體（非水性電解液體系）、水性電解液體系、混合電解液體系和全固態電解質體系。

4Li+O2+2H2O→4LiOH（1-1）

放電過程中Li、H2O和O2被消耗，在Li表面生成了一層保護膜而阻礙電化學反應的快速進行。在開路或低功率的狀態下，Li的自放電率很高，并伴隨著Li的腐蝕反應：

Li+H2O→LiOH+1/2H2（1-2）

在水系電解液中，金屬Li極易和水反應，因此對鋰離子隔膜的阻水性有很高要求，目前還沒有商業化的產品。綜合考慮實用性和安全性，水系鋰空氣電池并非最終實際應用的首選。