相對與其他的金屬-空氣電池，鋰空氣電池具有更高的比能。因此，從比能量的角度來說，它極其具有吸引力。除了非常高的能量密度外，鋰空氣電池也供應了一個平穩的放電形式和長時間存儲壽命，比一些鋰離子電池系統更環保。

當然，鋰空氣電池技術要解決的問題重要有：1、防止使用兩種電解液的隔膜慢性滲漏;2、提高有機電解液的可使用溫度;3、找到可取代目前使用的金和白金觸媒劑;4、更換鋰燃料時，如何防止水氣侵入引起爆炸;5、如何循環未用完的鋰和氫氧化鋰;如何降低循環氫氧化鋰的能耗。

鋰空氣電池的致命缺陷，就是固體反應生成物氧化鋰(Li2O)會在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止。

反應原理：

2Li+O2=Li2O2

4Li+O2=2Li2O

反應生成的Li2O2會堵塞多孔碳空氣電池，會導致放電過程完全終止

日前日本產業技術綜合研究所與日本學術振興會(JSpS)共同開發出了新構造的大容量鋰空氣電池。研究人員在負極(金屬鋰)一側使用有機電解液，在正極(空氣)一側使用水性電解液。在兩種電解液之間設置只有鋰離子穿過的固體電解質膜，將兩者隔開。這樣便可防止電解液混合，并促進電池發生反應。

該技術極有望用于汽車電池。我們了解，要實現電動汽車的普及，能源密度需達到目前的約67倍。因此，理論上能源密度遠遠大于鋰離子電池的金屬鋰空氣電池備受關注。

由于鋰空氣電池的正極使用空氣中的氧做活性物質，理論上正極容量無限大，因此可實現大容量。假如在汽車用支架上更換正極的水性電解液，用卡盒等方式補充負極的金屬鋰的話，汽車可實現持續行駛且無需充電等待時間。可以從用過的水性電解液中輕松提取金屬鋰，鋰能夠反復使用。可以說是用金屬鋰作為燃料的新型燃料動力電池。假如擁有更好的電池，電動汽車就可以將一次充電能夠行駛的距離從40公里提高到400公里，鋰空氣電池無疑是首選。