鋰空氣電池是一種用鋰作負極，以空氣中的氧氣作為正極反應物的電池。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(huán)境中獲取而不用保存在電池里。

放電過程:負極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子(Li+)，Li+穿過電解質材料，在正極與氧氣、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)，并留在正極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91V。

由于其理論比能量高，鋰空氣電池被認為是鋰離子電池的潛在替代品。然而，迄今為止，這樣的系統(tǒng)主要限于純氧環(huán)境，并且由于涉及陰極、陽極和電解質的副反應而具有有限的循環(huán)壽命。在存在N2，CO2和水蒸氣的情況下，這些副反應可能變得更加復雜。此外，由于需要儲存O2，鋰－氧體系的體積能量密度對于實際應用而言可能太小。

近日，在伊利諾伊大學芝加哥分校AminSalehi－Khojin教授和阿貢國家實驗室LarryA．Curtiss教授（共同通訊作者）的團隊帶領下，與伊利諾伊理工大學和加利福尼亞州立大學合作，采用了兩種策略來限制在含有代表性量的O2，N2，CO2和H2O的模擬空氣氛圍中的鋰－氧電池中的副反應。首先，團隊開發(fā)了Li2CO3／C涂層鋰陽極僅允許鋰陽離子通過，從而保護陽極免受模擬空氣的成分影響。其次，基于先前報道的二硫化鉬納米薄片構建陰極，并使用離子液體1－乙基－3－甲基咪唑四氟硼酸鹽（EMIM－BF4）和二甲基亞砜（DMSO）的混合物作為電解質。該系統(tǒng)的組件一起運行，以防止在CO2和H2O存在下形成副產物。在模擬空氣環(huán)境中作為鋰空氣電池工作，循環(huán)壽命長達700次。相關成果以題為“Alithium–oxygenbatterywithalongcyclelifeinanair－likeatmosphere”發(fā)表在了Nature上。