鋰空氣電池可以分成六類：有機體系、水體系、離子液體體系、有機-水雙電解質體系、全固態體系和鋰-空氣-超級電容電池。

1.1水系鋰空氣電池

水系電解質鋰空氣電池，電解質是不同酸堿度的各種水溶液，在酸性和堿性不同的電解質中，電池發生的化學反應也不同。

由于金屬鋰能與水發生劇烈氧化還原反應，故要在金屬鋰表面包覆一層對水穩定的鋰離子導通膜，即NASICON型的超級鋰離子導通膜(LTAP)Li3M2(PO)4。但它與鋰接觸并不穩定，反應產物會使二者的界面阻抗增大。

水系鋰空氣電池的概念提出得較早，它不存在有機體系中空氣電極反應產物堵塞空氣電極的問題，但在鋰負極保護上還沒有得到較好的解決，包括LTAP在水溶液中的穩定性問題，這都仍然作為該體系研究的方向。

鋰金屬在水系電解質中腐蝕嚴重，自放電率特別高，使得電池循環性和庫倫效率都非常低。

1.2有機系鋰空氣電池

該體系采用金屬鋰片作為負極，氧氣做正極，聚丙烯腈(PAN)基聚合物作為電解質(溶劑PC、EC)，開路電壓(OCV)在3V左右，比能量(不計入電池外殼)為250350Wh/kg。這個數據，拿到當前看，比較高，但與鋰單質的理論極限相比，低太多。

由于使用有機溶劑作為電解液，解決了金屬鋰的腐蝕問題，該電池展現了良好充放電性能。空氣電極由碳、粘結劑、非碳類催化劑、溶劑混合均勻后涂覆在金屬網上制成。制備好的空氣電極應具備良好的電子導電性(＞1S/cm)、離子導電性(＞10~2S/cm)和氧氣擴散系數。對電池性能影響最明顯的因素是空氣電極的電極材料、氧氣還原機理以及相應的動力學參數。

上述反應產物中，只有過氧化鋰Li2O2的反應是可逆的，也就是說，研究者要盡力提高反應中過氧化鋰的比例，而降低氧化鋰的比例，才能實現鋰空氣電池的循環充放能力。而具體決定產物類型的因素，沒有統一意見。有的認為空氣電極的極化水平影響過氧化物的比例，有的認為催化劑影響比較大，也有的認為電解質材質在發揮重要用途。

1.3水-有機雙液體系鋰空氣電池

水-有機雙液體系鋰空氣電池的基本形式，電池中負極金屬鋰處于有機電解液中，正極空氣電極一側電解液為KOH水溶液，中間以超級鋰離子導通玻璃膜(lithiumsuper-ionicconductorglassfilm，LISICON)隔開。這種新構型鋰空氣電池的新穎之處在于不用擔心有機體系中空氣電極反應產物堵塞電極微孔的問題，水相中的氧氣在空氣電極上還原成可溶于水的LiOH。

技術中的關鍵部件隔膜，耐堿性差，并且電阻與放電電流密度有關，是這個技術路線中不理想的難點。

1.4全固態鋰空氣電池

全固態鋰空氣電池，中間的電解質由3部分組成，最中間一層比例最大的是耐水性很好的玻璃陶瓷，靠近鋰負極和氧氣正極分別是兩個薄層的不同的高分子材質。全固態鋰空氣電池不存在漏液問題，安全性有所提高，但固態電解質與鋰負極、空氣電極、包括固態電解質內部的接觸，不會像液體電解質那樣緊密，這就可能造成電池內阻增大。相對有機體系鋰空氣電池，該體系構造也較復雜。

固態鋰空氣電池的發展經歷了工作溫度由高溫到中溫和室溫，電池結構從復雜到簡單，

電池反應從基于氧離子傳輸，在負極生成放電產物；到基于鋰離子傳輸在正極生產放電產物的過程。盡管如此，由于倍率性能上的巨大差距，目前基于鋰離子傳輸的固態鋰空氣電池有待在電池結構、界面調控、充放電機理等方面取得更進一步的突破。

1.5離子液體體系鋰空氣電池

什么是離子液體，有機陽離子和陰離子共同組成的鹽溶液。目的是利用電解質中的陽離子在鋰負極和氧正極之間傳遞電荷。

離子液體因具有低可燃性、疏水性、低蒸氣壓、寬電化學窗口和高熱穩定性而被引入到鋰空氣電池中，但其黏度高、價格較高，在一定程度上限制了離子液體的進一步應用。