2013年電動汽車的銷量與往期相比幾乎新增了一倍，但有關大多數車輛來說，充一次電最多能讓你跑100英米遠。

（：TomWang/Fotolia）

為了讓它們充一次電就能跑到300英里甚至更遠，科學家們開始致力于“呼吸”電池的研究，并于最近就研究進程進行了相關報告，該電池有朝一日可能會取代現今電動汽車所運用的鋰離子電池。美國化學學會（ACS）于本周在達拉斯召開了第247屆國家會議和博覽會，研究團隊展示了他們的研究成果。

“鋰空氣電池非常輕，并能夠供應大量的電能。”哲學博士NobuyukiImanishi說。“人們希望有朝一日能將其運用到電動汽車上。”

鋰離子電池與鋰空氣電池的重要差別在于，后者用空氣替代了傳統的陰極——參與電流流動的一個關鍵組件。這使得可充電的金屬空氣電池更輕，相對現如今商業界的同類產品來說，它還有儲存更多能量的潛能。

雖然鋰空氣電池這門令人激動的技術被世人所吹捧，但科學家們仍要解決一些有關它的猜想。研究者們希望能讓該種電池能夠適應多種領域的應用，他們希望能夠向大眾呈現出鋰空氣電池最理想的結構。

研究者們正在研究的重要組件之一就是電池的電解質，它是一種導電物質，被注入在電池兩極之間。目前有四種有關電解質的設計，其中一種方法涉及到水。其優于其他三種設計的關鍵在于，它能夠保護鋰不與大氣中的氣體發生反應，并能夠讓空氣極發生快速化學反應。但這種設計也有不足之處，那就是水會直接接觸到鋰，并使其受到損壞。

日本三重大學Imanishi的團隊注意到了鋰空氣電池加水電解質這一設計的潛能，并解決了相關問題。在鋰金屬中加入保護劑是其中一種方法，但會明顯降低電池的儲能。因此，他們想出了一種層疊方法，即將具有高導電率的聚合物電解質和一種固態電解質夾在鋰電極和水性溶液中間。這使得其一個單元就能夠達到近兩倍于鋰離子電池的能量儲存容量（以單位瓦特小時每公斤(Wh/kg)）。

“我們所開發的系統的實際能量密度超過了300Wh/kg，”Imanishi說。“它與如今市場上的鋰離子電池的能量密度形成了鮮明比較，眾所周知，鋰離子電池的能量密度大約只有150Wh/kg。”

鋰空氣電池擁有鋰離子高導電率的特性，并能夠充放電100次，它向我們展示了未來電池領域廣闊的前景。除了驅動電動汽車，由于它的低成本，鋰空氣電池還有望能夠應用于家庭住宅。該種電池的功率輸出仍存在一個巨大的障礙，但Imanishi說，他的團隊正在優化這種輸出方式，同時也在探索其他的方法，直到鋰空氣電池實現商業化。

日本科學技術振興機構對Imanishi的工作供應了資金支持。