续航干到2000km、能量密度是固态5倍！锂空气电池离谱了...

10 月 20 号那篇推文，我们IT之家摊牌了，把固态电池的大实话全撂了出来，结果不出所料，评论区分成两派：有人翘首以盼，有人压根不信。

总之，信与不信，2027 年自有答案，就算明年再来一轮“狼来了”，想必还是会有不少人咬着牙等下去。

但是，要是告诉你，电车的“终极电池”实则另有其“电”，你信不？

这么说吧，固态电池固然猛，但本质上还是在现有锂离子电池框架里做升级；而另一个家伙，直接冲着电池能量来源的底层逻辑去。

它究竟是啥来头，有多大本事？小编这就开挖。

01. 认识下

其实标题早就剧透了，那家伙叫锂空气电池，业内也将它称呼为锂氧电池，很是离谱：续航直接干到 2000km，能量密度更是固态电池的 5 倍。

相信看到这参数那一刻，有些IT之家家友心里已经嘀咕了：这不会又是块画大饼的“PPT 电池”吧？说实话，量产确实还没影儿，但实验室里已经捣鼓出一定成果了。

传统锂电池大家都熟：摇椅式封闭系统，锂离子在正负极之间来回荡，电极材料是锂离子的“宿主”，反应不碰外部气体。

锂空气电池呢？直接换玩法，核心是“氧”，搞的是开放系统，属于金属-空气电池，充放电靠一个可逆化学转换反应，核心是过氧化锂的生成与分解：2Li + O₂ ⇌ Li₂O₂。

放电时，负极金属锂失去电子变成 Li⁺；正极多孔碳材料从空气中“吸入”氧气，氧气得电子被还原，和迁移过来的 Li⁺ 结合，生成 Li₂O₂ 固体沉积在正极上。化学能就这样变成电能。

充电时反应逆转：外部电压让 Li₂O₂ 分解释放氧气和 Li⁺，氧气回到空气，Li⁺ 返回负极重新沉积为金属锂。能量储存和释放的循环，也就完成了。

最狠的是，正极活性物质氧气来自外部空气，不占电池自身重量，理论能量密度高的关键就在这儿。

锂空气电池这玩意儿的研究，长期进展缓慢，直到最近四五年，才陆续传出点突破的好消息。

真要说锂空气电池啥时候开始被外界盯上，还得是今年 5 月 30 日的 2026 装备强国论坛，中国工程院院士、宁德时代首席科学家吴凯直接放话：锂空气电池，是宁德时代未来的布局方向。

能让“宁王”摆到下一步聚焦的位置上，这牌面不用多说了吧。

02. 离谱了

锂空气电池的原理，看到这儿大家应该心里有数了。接下来就具体看看参数：它究竟离谱到什么程度，竟然能压过固态电池，成为真正的电车“终极电池”？

就说最狠的：能量密度，固态电池的 5 倍。记住两组数：锂电池理论能量密度约 250 Wh / kg，固态电池约 700 Wh / kg，固态已经是常规锂电池的 3 倍左右。

锂空气电池多少？化学方程式算出约 3500 Wh / kg，固态的 5 倍。

别急，3500 Wh / kg 还不是天花板，按更宏观、更乐观的理论极限算，这玩意儿上限能到 12000 Wh / kg，直接跟汽油掰手腕。

当然了，这个 12000 Wh / kg 属于是面向未来的终极天花板，建立在“如果一切完美，它能到什么程度”的愿景，实现的可能微乎其微。

据悉，有实验室原型已经超过 1200 Wh / kg，距离 3500 还有差距不假，但已经是当前主流锂离子电池的四倍以上，也明显高于固态电池的理论预期。

想必有IT之家家友会好奇：能量密度这么高，到底有啥用？答案就是续航表现。

1200 Wh / kg 能做到单次充电跑 1600 km 以上；要是最终落地能摸到 3500 Wh / kg，续航破 2000 km 基本就是轻轻松松。

单趟 2000km 是什么概念？油车看完沉默，固态电池看完流泪......

03. 有问题

看到这儿，估计不少IT之家家友已经迫不及待了，恨不得锂空气电池明天就落地。只是从现实情况来看，至少还得 4 年才能有所眉目，只因前面还有四重难关需要解决。

第一关，体积大。锂空气电池是开放系统，气体扩散层、空气流道，甚至泵或风扇，都得安排上，把氧气送到反应位点。这些体积开销，封闭的锂离子电池和固态电池压根没有。

所以别看在能量密度上吹得猛，体积上并没有对固态形成碾压，做大了甚至可能反过来吃亏。

第二关，副反应。空气里不只有氧气，水分和二氧化碳都会引发严重副反应，毒化电池系统。

实验室里跑的是纯氧条件，真实空气中要稳定工作，难度完全不在一个量级。

第三关，效率低。锂离子电池往返效率通常高于 95%，锂空气电池却低于 70%。

充电时输入的能量，有相当一部分以热能形式浪费了。

最后一关，也是最要命的：循环差。早期锂空气电池循环寿命甚至不足 50 次，后来实验室做到室温下循环 1000 次，但别忘了，那是实验室条件。

同时，锂金属负极在反复充放电中容易生长锂枝晶，可能刺穿隔膜造成短路，带来安全隐患。

对比一下：磷酸铁锂电池循环寿命 3000 次左右，三元锂电池 1500—2000 次。锂空气电池要是只有几百次的水准，跑多了很快就废了。

实际上，容量瓶颈也是长期困扰锂空气电池的问题，但好在两年前，中国科学技术大学特任教授谈鹏团队发现了突破的关键因素。

近年来，研究人员在锂氧气电池的高倍率性能和稳定性方面取得了诸多进展，但实际容量远没有达到理论值，主要原因在于多孔正极内空间利用率不足。 其中，相变、传质及法拉第反应的复杂耦合以及对电极内部精确表征的技术限制，为揭示正极过程、突破容量瓶颈带来挑战。

解决上述问题的关键是建立放电产物过氧化锂微观行为和电化学性能的联系。在此次研究工作中，为了排除溶剂、催化剂等因素对过氧化锂行为的影响，研究人员通过改变锂离子浓度调节初始动力学状态。 研究团队发现，通过改变锂离子浓度，调控传输与成核动力学之间的匹配程度，可以显著提升锂氧气电池的放电容量。 通过可视化电极和跨尺度数学模型，研究团队进一步探究了过氧化锂分布特性。在 0.5 摩尔每升电解液中，过氧化锂颗粒呈现逆氧气梯度分布，标志着成核与传输动力学达到最佳平衡，从而实现最大放电容量。

另外，针对锂空气电池循环差这个命门，有些网友觉得，换电模式或许能绕过去，况且换电阵营也不再是只有蔚来一个玩家：吉利已与蔚来合作，华为、北汽等也纷纷和宁德时代牵手。

怎么说呢，换电模式确实能帮上忙，但帮的不是最要命的那个忙。

锂空气电池循环差，主要不是“使用方式”造成的，而是材料体系在当前阶段还做不到足够可逆；把一块循环 200 次的锂空气电池拿去养护，它并不会因此变成一块能循环 2000 次的电池。

换电模式能做的，无非是把“一块电池用到底”变成“一个电池池子轮换养护”，治标不治本，它改变的是电池“怎么被使用和轮换”，能解决用户的寿命焦虑，但对电池的核心障碍束手无策，改变不了电池“内部正在发生什么”。

总之，现实点看，锂空气电池的商业化，得等到 2030 年之后才会迎来真正的拐点。

04. 总结

关于锂空气电池的来头，IT之家小编就挖到这里。参数确实离谱，期待值也拉满了。

这里得强调一句：固态电池和锂空气电池，不是谁取代谁的“演变关系”，而是两条路线，固态电池改的是电解质形态，锂空气电池改的是正极反应体系。

固态也好，锂空气也罢，技术这玩意儿，永远有下一手，好东西永远在后头。