La batería de litio-aire, para abreviar Li-aire, es batería química de metal-aire que utiliza la oxidación del litio en el ánodo y la reducción de oxígeno en el cátodo para inducir un flujo de corriente.
Las baterías de Li-aire obtienen esta ventaja en la densidad de energía, ya que utilizan el oxígeno del aire en lugar de almacenar un oxidante internamente.
El principal problema de las baterías de Li-aire es la poca estabilidad y la vida útil baja, debido principalmente a la oxidación del litio, antes de que éste pueda liberar la energía, sumado al hecho de que a la fecha de noviembre de 2017 todos los experimentos positivos fueron realizados en laboratorios, con condiciones controladas.
Se ha teorizado que el mismo 1,7 kWh/kg podría llegar a las ruedas mediante Li-aire después de las pérdidas de sobre-potenciales, otros componentes de la celda, los auxiliares del pack de la batería, dado el mucho mayor eficiencia de los motores eléctricos.
En el 2018 los experimentos demostraron que utilizar un cátodo de molibdeno eleva la vida útil de las baterías al mismo tiempo que la estabiliza.