锂-空气电池
△锂-空气电池正极，使用纳米隔离膜之后，表面保持平滑
2.电解液
目前使用的电解液依然会与氧气或者充放电循环中产生的其他化合物发生反应，从而被消耗。截止到目前为止，我们还没有发现哪种溶剂能够足够稳定，以便于让锂-空气电池能够进入到商业化的阶段。
3.阴极
在充电过程中，锂离子可能与负极发生反应会产生硝酸锂。硝酸锂同样会与电解液发生反应，消耗电解液并产生二氧化碳。我们在试验中，同样跟踪了硝酸锂的产生量，并采取了一些措施减少它的产生。不过，因为要求外加的充电电压必须比电池的工作电压要高出至少700mV以上。过压会降低电池的充电效率。我们曾试过将碳换成其他一些金属氧化物，结果并没有太大变化。
4.催化剂
关于是否要在金属空气电池中使用催化剂，赞成者与反对者已经展开了很多次的辩论。使用催化剂能够明显减少过压情况的出现，但是同样催化剂通常也会加速电解液的消耗。在我们的理论研究中发生，锂的氧化和还原反应中，活化能是很低的，因而，在锂-空气电池中，催化剂并非必须。
5.空气的制备
虽然电池被叫做锂空气电池，但是实际上我们使用的是干氧。强调“干”是因为只需要去掉空气中的水蒸气与二氧化碳的成分即可。而要在商业化的电池中大批量制备这样的空气，那么就需要一套足够轻便高效稳定的空气净化系统。从这个角度考虑，锂-空气电池的实际应用最早可能是在公交车、卡车以及其他一些大型车上，只有这些大型车才能够容纳空气净化设备。
现在用于试验的电池单元尺寸还很小，直径76mm、长13mm，远远不够用在电动车的标准。所以还需要做的一项很重要的工作就是如何制作更大尺寸的电池单元，并将众多电池单元打包封装成一个电池组，再配上一套电池管理系统。我们也在测试一些不同的尺寸，比如100×100mm的（100mm直径，100mm长）。
目前这一项目依然停留在最初的关于材料和化学反应的基础科学阶段，好在得到的研究结果是积极的。在我们的研究中，现在能够达到的能量密度是锂的氧化还原反应15KWh/kg（使用原碳阴极，5700mAh×2.7V/g），到电池单元中的能量密度大概在800Wh/kg。
钠-空气电池能量密度低，但胜在稳定
金属-空气电池中，能够使用的金属有很多，除了锂之外，还有钠和钾等。这些金属的逆向反应更加容易，而相对来说更重一些的金属，比如镁、铝、锌、铁等已经被证实，很难实现再度充电，所以Battery500项目最终选择了研究锂和钠两种金属。
钠-空气电池是另外一种很有意思的组合，虽然相比于锂-空气电池来说，可能达到的能量密度更低，但是它的好处在于更加稳定。
之所以能量密度较低，是在于产生的化学反应不同。前面提到在锂-空气电池中，锂与氧气发生反应产生的是过氧化锂（Li2O2），但是钠-空气电池中，钠与氧气反应只使用了一个电子，产生的是超氧化钠NaO2，而不是过氧化钠Na2O2。相比较而言，钠-空气电池能够产生的能量密度从理论上来说就减少了一半，理论的能量密度上限是1100wh/kg。
但从另外一个方面来说，钠-空气电池的充电效率要比锂-空气电池更高，过压相当低，还不到20mV（锂为700mV）。有鉴于此，能够将电池单元的工作电压降低到3V，这样电池内部其他组件的自我消耗能够降低很多，比如说电解液。我们通过实验对其进行了测量，并得到了验证。这样的好处在于电池的稳定性相当高，在50次充放电循环之后，电池的容量几乎没有改变。
钠-空气电池的商用同样存在一些挑战。比如，钠-空气电池在发生反应时消耗掉的氧气是锂-空气电池中的两倍，相当于能够产生同样功率的活塞发动机所需要的空气量。另外，钠金属的化学活性相当高，想必很多人都记得在高中课堂上化学老师做的演示，一小块钠扔进水里，就会发生剧烈的化学反应。
不过，锂是一种稀有金属，而且并不便宜。但是钠却是常见金属，成本极低。相同尺寸的钠-空气电池中材料的成本还不到锂-空气电池中的十分之一。虽然从长远角度考虑，锂-空气电池将会有更好的性能，但是综合考虑稳定性与成本，比能量同样不低的钠-空气电池将会是从现在的电池到未来的更好选择。
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