在筆電、智慧手機、平板電腦等3C產品種類越來越多,鋰電池成為不可或缺的電力來源,且由於能量密度高,因此也一直是電動車電池的首選。然而,在經過長久發展之後,鋰電池始終沒辦法滿足電動車更高的能量密度需求;而身為候選的燃料電池則受限於成本太高、溫度限制、燃料儲存等問題也陷入瓶頸。
電動車上最主要的兩大電池種類紛紛遇到技術瓶頸,鋰空氣電池開始受到關注。台灣大學助理教授趙基揚表示,鋰空氣電池概念和燃料電池類似,是將原有電池中的石墨等不發電材料捨棄,以減輕重量,且不須額外能源發電,而是透過車子行駛過程中的空氣氧分子來取代燃料電池的燃料,和電池中的鋰離子產生反應來產生電能。
在IBM的“Battery 500”計畫中指出,目標是讓電池充電後可行駛500 英哩(約 800 公里)。以能量密度來計算,鋰空氣電池是最能夠取代汽油的電池種類。而根據國情不同,各國也發展出不同的方向。以IBM為例,研究主題在於如何做出二次電池,讓消費者可自行在家或充電站充電。而日本則是發展換電方式,不需等待漫長的充電時間。
然而,儘管鋰空氣電池前景看好,但是根據發展方向不同,也有各自的難題待克服。除了安全性、穩定性及固態傳導性差等問題,趙基揚指出,美日作法共同的關鍵問題在於,如何過濾空氣中的水氣,不讓這些水氣進到電池,和有機溶劑產生反應。固態水氣雖穿透較慢,但同時傳導性也較差,液態則容易和水氣反應,造成安全上的疑慮。
因此,要克服這些挑戰,鋰空氣電池至少需要十年才能夠商品化。不過,這不代表鋰空氣電池沒有前途,趙基揚說到,AMOLED在剛發展時,有90%的人並不看好,但如今三星花了二十年的時間成功的將AMOLED商品化,鋰空氣電池就如同當時的AMOLED,正在尋求一個契機,解決目前所遇到的挑戰。