锂空气电池

锂空气电池，是一个金属-空气电化学电池或电池使用化学氧化的锂在阳极和还原的氧在阴极以引起电流流动。

理论上，锂和环境氧的配对可以使电化学电池具有尽可能高的比能。的确，在不带氧气的情况下，以Li ₂ O ₂产物充电的非水Li-空气电池的理论比能为〜40.1 MJ / kg。这相当于汽油的理论比能，约为46.8 MJ / kg。在实践中，已经证明了锂空气电池在电池级的比能量为〜6.12 MJ / kg。这大约是商用锂离子电池的5倍，足以运行2,000 kg的EV使用60公斤电池，一次充电约500公里（310英里）。但是，锂空气电池的实用功率和生命周期需要进行重大改进，才能找到市场利基。

开发商业应用需要大量电解质的进步。有四种方法有效：非质子传递、水溶液、固态和混合的水-非质子传递。

金属空气电池，特别是锌空气电池由于潜在的高能量密度而受到关注。金属空气电池的理论比能量密度高于离子法。锂空气电池理论上可以达到3840 mA·h / g。

电池的主要市场驱动力是汽车领域。汽油的能量密度约为13 kW·h / kg，相当于损失后提供给车轮的能量1.7 kW·h / kg。从理论上讲，不包括氧气质量，锂空气可以达到12 kW·h / kg（43.2 MJ / kg）。考虑到整个电池组（外壳、空气通道、锂基材）的重量，尽管仅锂非常轻，但能量密度却要低得多。

截至2016年，锂空气电池的比能量可能是锂离子电池的5到15倍。

锂空气电池是电动汽车所关注的，因为它们的理论比能量和体积能量密度都很高，可与汽油媲美。电动机提供高效率（95％，而内燃机为35％）。假设电池组所需的设备平衡质量或体积可忽略不计，锂空气电池的续航里程可与如今的车辆相当，其电池组仅为标准油箱尺寸的三分之一。

2014年，研究人员宣布了混合太阳能电池。传统太阳能电池产生的能量中，有20％会流向电池并为电池充电，从而损失掉所有能量。混合动力汽车存储了将近100％产生的能量。一种混合动力版本使用的是钾离子电池，使用的是钾空气电池。与传统的锂离子电池相比，它具有更高的能量密度，更低的成本并避免了有毒的副产品。最新的装置基本上用锂代替钾。

太阳能电池使用由二氧化钛的细杆制成的网，以使所需的氧气通过。捕获的阳光产生电子，该电子将过氧化锂分解为锂离子，从而为电池充电。在放电过程中，空气中的氧气补充了过氧化锂。