2013年電動汽車的銷量和往期相比幾乎新增了一倍，但有關(guān)大多數(shù)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(guān)報告，該電池有朝一日可能會取代現(xiàn)今電動汽車所運用的鋰電池。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。"

鋰電池和鋰空氣電池的重要差別在于，后者用空氣替代了傳統(tǒng)的陰極——參和電流流動的一個關(guān)鍵組件。這使得可充電的金屬空氣電池更輕，相對現(xiàn)如今商業(yè)界的同類產(chǎn)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(shù)被世人所吹捧，但科學家們?nèi)砸鉀Q一些有關(guān)它的猜想。研究者們希望能讓該種電池能夠適應多種領(lǐng)域的應用，他們希望能夠向大眾呈現(xiàn)出鋰空氣電池最理想的結(jié)構(gòu)。

研究者們正在研究的重要組件之一就是電池的電解質(zhì)，它是一種導電物質(zhì)，被注入在電池兩極之間。目前有四種有關(guān)電解質(zhì)的設計，其中一種方法涉及到水。其優(yōu)于其他三種設計的關(guān)鍵在于，它能夠保護鋰不和大氣中的氣體發(fā)生反應，并能夠讓空氣極發(fā)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(zhì)這一設計的潛能，并解決了相關(guān)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(zhì)和一種固態(tài)電解質(zhì)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(fā)的系統(tǒng)的實際能量密度超過了300Wh/kg，"Imanishi說。"它和如今市場上的鋰電池的能量密度形成了鮮明比較，眾所周知，鋰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(lǐng)域廣闊的前景。除了驅(qū)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(yōu)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(xiàn)商業(yè)化。

日本科學技術(shù)振興機構(gòu)對Imanishi的工作供應了資金支持。