制作空气电池可选用的原料比较多样，已经取得研究进展的空气电池主要有铝-空气电池、镁-空气电池、锌-空气电池和锂-空气电池等。其中，锌-空气电池和铝-空气电池已有实际应用，正在研制中的锂-空气电池性能最好，同等体积和重量下，比功率和比能量远高于目前使用的锂离子电池，因此被寄予厚望，是当前的研发热点之一。
战场应用优势突出
与普通蓄电池相比，空气电池用氧气取代金属，重量大幅减轻，具有轻便、能量密度高等优点，符合装备使用电源“更小、更轻、更有效”的要求，在军事应用中具有诸多优势。
机动性能好。空气电池的氧化剂来自空气，电池重量大大减轻，贮运方便，具有较好的机动能力。它还可以模块化使用，作为大功率移动电源为军事装备和设施供电。
保障效能高。空气电池具备能量密度高、放电电压稳、循环使用寿命长等优点，且结构简单，作战中通过快速更换金属电极和电解液，可持续提供电能保障。
环境适应性强。空气电池采用的金属电极原材料丰富多样，即便在严苛的战场环境下也较容易获取。
生存能力高。空气电池的反应物和产物无污染，热辐射和电磁辐射等信号特征弱，与普通电池相比，可提高装备的战场生存能力。
后勤维护率低。在作战中，空气电池几乎不需要维护保养，减少战时后勤负担。
由于结构局限，空气电池的不足主要体现在利用率低、寿命短、能量密度小、高功率输出不足等方面，制约其走向大范围应用。近年来，各国加快空气电池研发速度，提高电池性能，推动实际应用。据报道，日本计划在2025年实现锂-空气电池实用化，目前多家企业已取得技术突破。
加快实用化步伐
空气电池既可用于建造大、中型基地电站，也可用作电动车辆、无人机和小型潜艇的电源，同时还可作为单兵装备、笔记本电脑等小型设备的便携式电源，推动上述装备小型化、轻量化，更好地适应未来战争形态和作战需求。
水下装备的理想电源。小型潜艇等水下装备对电池的要求包括安全性高、比能量高、稳定性好等，空气电池的特性非常符合这些要求，被认为是最佳水下装备动力源。特别是采用空气电池后，系统基本不向外排放废弃物，装备的尾流特征极小，声音特征也远低于采用常规动力，可大大提高隐身作战能力。
目前，美国海军已推出采用铝-空气电池为动力的无人潜水器，水下连续作业时间长达258小时。加拿大海军使用铝-空气电池替代银锌电池，使潜水器航程从290千米增加至870千米，比能量达160瓦时/千克，续航能力提高到原来的5倍。挪威开发的自主潜水器采用铝-空气电池后续航能力提高到60小时。
提升无人机续航能力的强劲电源。空气电池也适用于中小型无人机。美国一家公司专门为无人机研制出一款锌-空气电池并已通过测试，该空气电池具备功率大、质量轻等特点，可大幅增加无人机续航时间。
将空气电池与蓄电池联合使用，是外军探索的另一种方案。其中，空气电池为无人机巡航飞行提供动力，蓄电池则满足其峰值功率需求。不过，由于技术所限，目前尚没有实例。
电动车辆、单兵电子设备的潜力电源。锂-空气电池被看作是便携式设备和电动车辆的理想电源，具备较大的发展潜力，加上无环境污染，满足战场上军用车辆的低目标特征要求。
信息化战场上，海量作战数据需要传输，单兵电子设备能否获得稳定、高效、持续的电源保障，一定程度上影响作战进程和结果。美军历来重视单兵装备的供电保障，特别是在经历伊拉克和阿富汗战争后，更加重视研发轻质移动电源，减少电池带来的负担，提高单兵作战能力。空气电池是理想的小型化、便携式电源，未来主要替代便携式蓄电池。
此外，空气电池还可设计成集成电池组，用作发电机组或其他蓄电池的备用应急电源，在野战条件下为军事基地、通信基站等提供稳定可靠的电力保证。
