锂空气电池是一种用锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其阴极(以多孔碳为主)很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。
放电过程:负极的锂释放电子后成为锂阳离子(Li+)，Li+穿过电解质材料，在正极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2)，并留在正极。锂空气电池的开路电压为2.91V。
由于其理论比能量高，锂空气电池被认为是锂离子电池的潜在替代品。然而，迄今为止，这样的系统主要限于纯氧环境，并且由于涉及阴极、阳极和电解质的副反应而具有有限的循环寿命。在存在N2，CO2和水蒸气的情况下，这些副反应可能变得更加复杂。此外，由于需要储存O2，锂－氧体系的体积能量密度对于实际应用而言可能太小。
近日，在伊利诺伊大学芝加哥分校AminSalehi－Khojin教授和阿贡国家实验室LarryA．Curtiss教授（共同通讯作者）的团队带领下，与伊利诺伊理工大学和加利福尼亚州立大学合作，采用了两种策略来限制在含有代表性量的O2，N2，CO2和H2O的模拟空气氛围中的锂－氧电池中的副反应。首先，团队开发了Li2CO3／C涂层锂阳极仅允许锂阳离子通过，从而保护阳极免受模拟空气的成分影响。其次，基于先前报道的二硫化钼纳米薄片构建阴极，并使用离子液体1－乙基－3－甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIM－BF4）和二甲基亚砜（DMSO）的混合物作为电解质。该系统的组件一起运行，以防止在CO2和H2O存在下形成副产物。在模拟空气环境中作为锂空气电池工作，循环寿命长达700次。相关成果以题为“Alithium–oxygenbatterywithalongcyclelifeinanair－likeatmosphere”发表在了Nature上。
