鋰空氣電池組成和工作機(jī)理

金屬空氣電池，由于其重要活性物質(zhì)氧氣來自于大氣環(huán)境中，無需特殊容器進(jìn)行存儲(chǔ)，因而降低了電池的整體質(zhì)量，使得電池具有足夠的空間來供應(yīng)更多的能量。從理論上講，電池的容量?jī)H取決于陽極金屬材料的容量。然而在大多數(shù)金屬負(fù)極中，鋰金屬具有最輕的質(zhì)量（Mw=6.94gmol-1，ρ=0.535gcm-3）且電負(fù)性為3.045V（相比于標(biāo)準(zhǔn)氫電極SHE電勢(shì)），金屬鋰的理論比容量為3860mAh/g，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算得到鋰/空氣電池的理論比能量密度5,200Wh/kg（考慮活性物質(zhì)氧氣質(zhì)量在內(nèi)）或11,400Wh/kg（排除活性物質(zhì)氧氣質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算），其比能量密度與傳統(tǒng)汽油的比能量密度（約為13,200Wh/kg）較為接近，約為傳統(tǒng)鋰離子二次電池的5~10倍。這里都是在說理論上。

鋰空氣電池的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1)成本低，正極活性物質(zhì)采用空氣中氧氣，不要存儲(chǔ)，也不要購(gòu)買成本，空氣電極使用廉價(jià)碳載體。

2)能量密度高，相比較傳統(tǒng)的鋰離子電池，鋰空氣電池的能量密度達(dá)5200Wh/kg，不計(jì)算氧氣的質(zhì)量其能量密度更能達(dá)到11140Wh/kg，高出現(xiàn)有電池體系一個(gè)數(shù)量級(jí)。

3)綠色環(huán)保,鋰空氣電池不含鉛、鎘、汞等有毒物質(zhì)，是一種環(huán)境友好型電池體系。

缺點(diǎn)

總體而言，鋰空氣電池反應(yīng)產(chǎn)物中，存在大比例不可逆成分，這是各種技術(shù)路線都無法規(guī)避的問題，必須正面解決。各個(gè)技術(shù)路線中存在的缺點(diǎn)，基本已經(jīng)在分類和存在問題中提及，此處不再贅述。