锂空气电池面临着哪些问题？

当前面临的问题和方向

　　锂空气电池的研究动力，主要的来自于其高的惊人的理论比容量，但其存在的问题极多，最基本的氧化还原机理目前还并没有清晰的论证。
 

　　(1)锂空气电池放电过程中氧化还原（ORR）和充放电产物分解反应（OER），反应过程很难发生，需要催化剂协助。效果较好的贵金属催化剂，成本太高；大环化合物也能发挥近似作用，但由于生产过程复杂，成本也不低。高效低价的催化剂是重要的研究对象。

　　(2)空气电极载体形貌、孔径、孔隙率、比表面积等因素对锂空气电池能量密度、倍率性能以及循环性能都有很大影响。有机系锂空气电池，放电产物存在堵塞氧气扩散通道的风险，可能因此导致放电结束。空气电极载体的物理特性优化可能是解决这方面问题的方向。
 

　　(3)电解质中有机溶剂稳定性问题，碳酸酯和醚等有机溶剂虽然具有较宽的电化学窗口，但是在有活性氧的条件下，很容易被氧化分解，反应生成烷基锂、二氧化碳和水等物质。有机溶剂的分解直接导致电池容量衰减以及循环寿命迅速下降。因此，寻找稳定、兼容性好的有机溶剂是锂空气电池有一个迫切问题。
 

　　(4)发展高性能导电聚合物电解质，来提高锂空气电池的倍率性能以及循环性能。需要的电解质：更高的锂离子电导率、更好的阻氧能力、阻水能力以及宽的电化学窗口。
 

　　(5)由于锂空气电池在敞开环境中工作，空气中的水蒸气以及二氧化碳等气体对锂空气电池危害极大。水蒸气渗透到负极腐蚀金属锂，从而影响电池的放电容量、使用寿命；二氧化碳能和放电产物反应生成碳酸锂，而碳酸锂的电化学可逆性非常差。因此，需要研制氧气选择性好的膜来防止水蒸气的渗透以及电解液的挥发。