Li-Air电池是日本工业技术研究院（Japanese Technologies Institute，简称“Li-Air”）和“Li-Air”（Japanese of Japanese，简称 JSPS）联合研发的一种大容量锂离子电池。该电池的阴极为金属锂，阳极为空气中的氧气，通过固体电解质将两个电极分隔开来；电极是用有机电解质，而电极是用水基电解质。
在放电过程中，负极作为锂离子溶解在有机电解质溶液中，再通过固态电解质进入正极的水系电解质；本项目拟研究一种新型的可再生能源-电极材料-电极材料体系，利用该体系对电极材料进行充放电、放电、放电等过程，实现对电极材料性能的有效调控。该电池在充放电过程中，电子经导体线向负极输送，锂离子从正极的水系电解质中穿过固态电解质，进入负极，与负极发生化学反应，形成一种金属锂。在正极上，羟基因丢失电子而产生氧气。
通过对正极电解液和负极锂进行更换，锂空电池不需要进行充电，其放电容量高达50000 mAh/g，具有高的能量密度，在理论上，30 kg的金属锂相当于40 L汽油所释放的能量。该方法制备的氢氧化锂易于回收，对环境无污染。然而，该材料的循环稳定性、能量转化效率以及高倍率等问题仍有待解决。
2015年，由剑桥大学的格雷研发的锂空电池，在“超过2000次”的充放电次数下，在理论上实现了90%以上的能量利用率，进一步推动了锂空电池的实际应用。国际商用机器公司 IBM于2009年发起“可持续运输”计划，旨在研制一款适用于家庭电动车的锂空电池，有望在一次充放电后续航时间达到500 km左右，而最近日本旭化成公司、 Central Glass等也相继参与此计划，其研究成果必将推动锂空电池技术走向实用化。