根据物理学家网络最近的一份报告，正如名字所示，锂空气电池使用空气中的氧气作为负极，锂作为正极。由于基于多孔碳的阴极非常轻，氧可以从环境中获得而不是储存在电池中，所以锂空气电池非常轻，能量密度更高，可以储存比锂离子电池多5到10倍的能量。然而，除了这些优势，锂空气电池仍然面临着众多的市场限制。在一项新的研究中，美国橡树岭国家实验室的研究团队解决了一个最重要的问题：可逆性，这对于这种电池实现再充电和降低成本非常重要。相关研究报告发表在最近出版的《纳米技术》杂志上。

　　充电后的锂空气电池投入使用时，锂离子会通过电解质材料，在阴极与氧气发生氧化还原反应，电子会出现并保留在阴极，从而为电子设备供电。为了给电池充电，锂离子必须从负极返正极。这很难实现，因为它涉及许多不利的化学过程，如反应产物溶解度低、反应速度慢、金属锂反应困难等。当化学反应叠加时，会形成不溶性产物，因此很难发生可逆反应，最终会在阴极被阻断。

　　在研究中，科学家们使用了一种尖端为20纳米的原子力显微镜(AFM)，基于锂离子导电玻璃陶瓷电解质，利用直流电测量显微镜尖端高度在循环过程中的变化，从而分析锂粒子的上升，探索电池的可逆性。他们观察到锂粒子的局部可逆性，这可以通过随锂离子减少和相关粒子高度降低而出现的阳极峰来证明。当形成最小的粒子时，可逆程度达到最高。研究人员发现，顶部高度的增加和减少与电流的变化有关。这意味着他们可能制造具有活性阳极的纳米电池，锂空气电池的可逆性有望在未来得到进一步提高。

　　科学家表示，如果锂空气电池能够实现，将用于交通工具或笔记本电脑等需要高移动性的场合或产品。但仍需要更多的技术改进，如在负极上使用更好的催化剂和性能突出的多功能电解质。如果克服了这些障碍，锂空气电池还将应用于更广泛的领域，如微机电和纳米机电系统，这些系统对能量的要求更低，运行时间更长。