锂空气电池实用化渐近，可让EV续航延长4倍
美国阿贡国家实验室等提高了容量有望达到锂离子电池4倍以上的锂空气电池的耐久性，同时实现了达到实用水平的1000次充放电。这不仅可以延长纯电动汽车(EV)的续航里程，还有助于实现飞机和卡车的电动化。力争在2030年代前半期实现实用化。
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阿贡国家实验室和美国伊利诺伊理工大学试制的是被称为“梦想中的蓄电池”的锂空气电池。理论容量达到每公斤约3000瓦时，达到据称上限为300瓦时的锂离子电池的10倍。
阿贡国家实验室的特别研究员Larry Curtiss期待地表示：“（锂空气电池）在新一代电池之中拥有最高的能量密度”。该实验室力争将容量提高到锂离子电池的4倍。这一水平可实现充电一次即可行驶1000英里(约1600公里)以上的纯电动汽车。这将是目前标准纯电动汽车的4倍左右。
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现有的锂离子电池很难进一步提升容量。除了锂空气电池以外，正极使用硫磺的锂硫电池、负极使用锂金属的锂金属电池还有将电解液改为固体电解质的全固态电池的开发也在推进。
然而，所有电池将容量提高至1.5～2倍被认为是极限。锂空气电池可以将携带电子的锂离子大量储存在负极的锂金属中。正极利用空气中的氧代替传统的锂化合物，可以实现电池的轻量化。
不过，以往在放电过程中，锂离子容易与氧结合，产生过氧化锂这种杂质。这种物质在充电时很难再变回锂离子。因此，将对电池施加过多的电压，电池容易劣化。
在负极，锂金属的结晶呈针状生长，有可能到达正极，造成短路，只能进行数十次的充放电。
为了克服这些缺点，阿贡国家实验室等机构采用固体电解质代替电解液。在锂盐和树脂的复合体之中，混合面向全固态电池开发的锂和磷的化合物等，制造出电解质。
通过用正极和负极夹住电解质，试制出了电池。容量为每公斤685瓦时，达到锂离子电池的逾2倍。由于固体电解质不易分解，紧贴负极施加压力，所以可防止锂枝晶的形成。放电时不易产生多余的过氧化锂。反复充放电1000次后仍能维持88%的容量。
不过，固体电解质携带离子的性能较低，存在难以产生高电压和强电流等的课题。携带离子的性能根据作为材料的元素的种类和比例而发生变化。今后将探索最佳成分，将性能提高至数倍。将进一步使固体电解质变薄，实现轻量化，提高每千克的容量。
特别研究员Larry Curtiss表示，将通过这些改良，“瞄准(相当于锂离子电池的4倍的)每公斤1200瓦时的容量”，力争与汽车制造商等携手实现实用化。
目前在汽车领域，输出功率较高的大型车的电动化滞后。如果锂空气电池得以实用化，连接美国城市的长途卡车有望实现电动化。飞机的电动化也将成为可能。
在锂空气电池中使用固体电解质、借此延长寿命的研究领域，阿贡国家实验室领先，但世界各国都在推进。韩国的蔚山科学技术院等在2020年成功实现了100次充放电。多项相关专利已经被申请并公开。
日本的物质材料研究机构(NIMS)与软银等联合将电解液与固体电解质的薄膜结合，2023年宣布可充放电20次以上。
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| 日本东北大学推进延长锂空气电池寿命的研究 |
日本东北大学在使用电解液的基础上，推进正极的长寿命化。使用大量具有直径为7纳米(纳米为10亿分之1)的小孔的碳材料作为正极。利用热处理将氧等容易附着、随后开始劣化的部分清除。即使对试制的电池充放电，正极也没有劣化。
大阪大学的教授中西周次等人在日本科学技术振兴机构(JST)的支持下，从2月开始与美国、德国和英国展开截至2028年末的国际联合研究。力争在2030年代前半期推向实用化。
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