除了這個問題之外，我們對于鋰-空氣電池的各個組件都有了一些關鍵性發(fā)現(xiàn)：

1.正極

與傳統(tǒng)鋰離子電池中的由石墨制成的正極不同，鋰-空氣電池中，含有鋰的正極在充電過程中表面會發(fā)生一些變化，長出一些類似于苔蘚或者樹狀結構，稱之為樹突（Dendrite）。這些樹突是十分危險的，因為他們能夠在正負極之間形成導電回路從而產(chǎn)生短路現(xiàn)象。

   △鋰-空氣電池正極，在數(shù)十循環(huán)之后，表面產(chǎn)生樹突結構

為了減少樹突的產(chǎn)生，我們使用了一種比較特殊的隔離膜。這種隔離膜由一層包含很多納米級小孔的材料組成，這些小孔足夠小，并且在膜上均勻分布，能夠允許鋰離子通過，并且壓制樹突的產(chǎn)生。因為這套隔離膜的存在，正極能夠在幾百次充電循環(huán)之后，表面仍然保持平滑。而如果使用傳統(tǒng)的隔離膜，幾次循環(huán)之后就會產(chǎn)生樹突。如果使用一種含有導電離子的玻璃聚合物，效果會更好一些。

   △鋰-空氣電池正極，使用納米隔離膜之后，表面保持平滑

2.電解液

目前使用的電解液依然會與氧氣或者充放電循環(huán)中產(chǎn)生的其他化合物發(fā)生反應，從而被消耗。截止到目前為止，我們還沒有發(fā)現(xiàn)哪種溶劑能夠足夠穩(wěn)定，以便于讓鋰-空氣電池能夠進入到商業(yè)化的階段。

3.陰極

在充電過程中，鋰離子可能與負極發(fā)生反應會產(chǎn)生硝酸鋰。硝酸鋰同樣會與電解液發(fā)生反應，消耗電解液并產(chǎn)生二氧化碳。我們在試驗中，同樣跟蹤了硝酸鋰的產(chǎn)生量，并采取了一些措施減少它的產(chǎn)生。不過，因為要求外加的充電電壓必須比電池的工作電壓要高出至少700mV以上。過壓會降低電池的充電效率。我們曾試過將碳換成其他一些金屬氧化物，結果并沒有太大變化。

4.催化劑

關于是否要在金屬空氣電池中使用催化劑，贊成者與反對者已經(jīng)展開了很多次的辯論。使用催化劑能夠明顯減少過壓情況的出現(xiàn)，但是同樣催化劑通常也會加速電解液的消耗。在我們的理論研究中發(fā)生，鋰的氧化和還原反應中，活化能是很低的，因而，在鋰-空氣電池中，催化劑并非必須。

5.空氣的制備

雖然電池被叫做鋰空氣電池，但是實際上我們使用的是干氧。強調「干」是因為只需要去掉空氣中的水蒸氣與二氧化碳的成分即可。而要在商業(yè)化的電池中大批量制備這樣的空氣，那么就需要一套足夠輕便高效穩(wěn)定的空氣凈化系統(tǒng)。從這個角度考慮，鋰-空氣電池的實際應用最早可能是在公交車、卡車以及其他一些大型車上，只有這些大型車才能夠容納空氣凈化設備。

現(xiàn)在用于試驗的電池單元尺寸還很小，直徑76mm、長13mm，遠遠不夠用在電動車的標準。所以還需要做的一項很重要的工作就是如何制作更大尺寸的電池單元，并將眾多電池單元打包封裝成一個電池組，再配上一套電池管理系統(tǒng)。我們也在測試一些不同的尺寸，比如100×100mm的（100mm直徑，100mm長）。

目前這一項目依然停留在最初的關于材料和化學反應的基礎科學階段，好在得到的研究結果是積極的。在我們的研究中，現(xiàn)在能夠達到的能量密度是鋰的氧化還原反應15KWh/kg（使用原碳陰極，5700mAh×2.7V/g），到電池單元中的能量密度大概在800Wh/kg。

鈉-空氣電池：能量密度低，但勝在穩(wěn)定

金屬-空氣電池中，能夠使用的金屬有很多，除了鋰之外，還有鈉和鉀等。這些金屬的逆向反應更加容易，而相對來說更重一些的金屬，比如鎂、鋁、鋅、鐵等已經(jīng)被證實，很難實現(xiàn)再度充電，所以Battery 500項目最終選擇了研究鋰和鈉兩種金屬。