作為在新一代電子產品、電力交通和電能儲存中應用前景廣闊的能源設備，金屬空氣電池最突出的優(yōu)點即其可以將高能量密度的金屬負極與具備開放結構的活性空氣正極材料相結合。

制作金屬空氣電池，可選用的原材料比較豐富。目前已經取得研究進展的金屬空氣電池主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池等。這幾種類型的金屬空氣電池有的已經具備大規(guī)模量產的條件，有的還停留在實驗室階段，有的已經在電動汽車方面取得良好的應用成果，并即將大規(guī)模裝載新能源車輛。

從鋰離子電池說起——金屬空氣電池原理

我們以鋰空氣電池為例來看鋰離子電池和鋰空氣電池有何區(qū)別。

在鋰離子電池中，負極為碳，正極為不同過渡金屬氧化物，如鈷、錳、鐵等。二者均浸潤于溶解有鋰鹽的電解液中。充電時，鋰離子從正極(陰極)移動到負極(陽極)多孔碳上，嵌入碳材料中，外部電流從負極流到正極(電子從正極移動到負極)，形成閉合回路;放電時，鋰離子從負極脫嵌，回歸正極，外部電流從正極流向負極(電子從負極移動到正極)。最終電池的容量大小取決于有多少材料能夠容納鋰離子，即由電極的體積與質量決定。

鋰離子電池原理

當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。此時正極發(fā)生的化學反應為：

同樣道理，當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程)，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。此時負極發(fā)生的化學反應為：

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。