Baterie kov-vzduch je aktivní materiál, který využívá kovy se záporným elektrodovým potenciálem, jako je hořčík, hliník, zinek, rtuť a železo, jako zápornou elektrodu a kyslík nebo čistý kyslík ve vzduchu jako kladnou elektrodu.Zinko-vzduchová baterie je nejvíce prozkoumanou a nejrozšířenější baterií v řadě metal-vzduchových baterií.V posledních 20 letech vědci provedli mnoho výzkumů sekundární zinko-vzduchové baterie.Společnost Sanyo Corporation of Japan vyrobila velkokapacitní sekundární zinko-vzduchovou baterii.Zinko-vzduchová baterie pro traktor o napětí 125V a kapacitě 560A · h byla vyvinuta metodou vzduchové a elektrohydraulické silové cirkulace.Uvádí se, že byl použit ve vozidlech a jeho hustota vybíjecího proudu může dosáhnout 80 mA/cm2 a maximální může dosáhnout 130 mA/cm2.Některé společnosti ve Francii a Japonsku používají metodu cirkulace zinkové kaše k výrobě sekundárního proudu zinek-vzduch a regenerace účinných látek se provádí mimo baterii, se skutečnou měrnou energií 115 W · h/kg

Hlavní výhody metal-vzduchové baterie:

1) Vyšší měrná energie.Protože aktivním materiálem vzduchové elektrody je kyslík ve vzduchu, je nevyčerpatelný.Teoreticky je kapacita kladné elektrody nekonečná.Kromě toho je aktivní materiál mimo baterii, takže teoretická měrná energie vzduchové baterie je mnohem větší než energie obecné elektrody z oxidu kovu.Teoretická měrná energie kovové vzduchové baterie je obecně více než 1000 W · h/kg, což patří k vysokoenergetickému chemickému zdroji energie.
(2) Cena je levná.Zinko-vzduchová baterie nepoužívá jako elektrody drahé drahé kovy a materiály baterie jsou běžné materiály, takže cena je levná.
(3) Stabilní výkon.Zejména zinko-vzduchová baterie může pracovat při vysoké proudové hustotě po použití práškové porézní zinkové elektrody a alkalického elektrolytu.Pokud se jako náhrada vzduchu použije čistý kyslík, lze také výrazně zlepšit výkon výboje.Podle teoretického výpočtu lze proudovou hustotu zvýšit asi 20krát.

Metal-vzduchová baterie má následující nevýhody:

1） baterii nelze utěsnit, což může snadno způsobit vysychání a stoupání elektrolytu, což ovlivňuje kapacitu a životnost baterie.Pokud je použit alkalický elektrolyt, je také snadné způsobit karbonizaci, zvýšení vnitřního odporu baterie a ovlivnění vybíjení.
2）, skladovací výkon za mokra je špatný, protože difúze vzduchu v baterii k záporné elektrodě urychlí samovybíjení záporné elektrody.
3), použití porézního zinku jako záporné elektrody vyžaduje homogenizaci rtutí.Rtuť nejen poškozuje zdraví pracovníků, ale také znečišťuje životní prostředí a je třeba ji nahradit nertuťovým inhibitorem koroze.

Baterie kov-vzduch je aktivní materiál, který využívá kovy se záporným elektrodovým potenciálem, jako je hořčík, hliník, zinek, rtuť a železo, jako zápornou elektrodu a kyslík nebo čistý kyslík ve vzduchu jako kladnou elektrodu.Alkalický vodný roztok elektrolytu se obecně používá jako roztok elektrolytu baterie kov-vzduch.Pokud se jako záporná elektroda použije lithium, sodík, vápník atd. s zápornějším elektrodovým potenciálem, protože mohou reagovat s vodou, může být použit pouze nevodný organický elektrolyt, jako je pevný elektrolyt odolný vůči fenolu nebo anorganický elektrolyt, jako je roztok soli LiBF4 být použit.

Magnesium-vzduchová baterie

Jakýkoli pár kovu se záporným potenciálem elektrody a vzduchové elektrody může tvořit odpovídající baterii kov-vzduch.Elektrodový potenciál hořčíku je relativně negativní a elektrochemický ekvivalent je relativně malý.Lze jej použít ke spárování se vzduchovou elektrodou k vytvoření hořčíkové vzduchové baterie.Elektrochemický ekvivalent hořčíku je 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V。 Teoretická specifická energie hořčíkovo-vzduchové baterie je 3910 W · h/kg, což je trojnásobek energie zinko-vzduchové baterie a 5~ 7krát více než lithiová baterie.Záporný pól hořčíkovo-vzduchové baterie je hořčík, kladný pól je kyslík ve vzduchu, elektrolyt je roztok KOH a lze použít i neutrální roztok elektrolytu.
Velká kapacita baterie, nízký nákladový potenciál a vysoká bezpečnost jsou hlavními výhodami hořčíkových iontových baterií.Dvojmocná charakteristika hořčíkových iontů umožňuje nést a uchovávat více elektrických nábojů s teoretickou hustotou energie 1,5-2násobku lithiové baterie.Současně je hořčík snadno extrahovatelný a široce distribuovaný.Čína má absolutní výhodu v oblasti zdrojů.Po vyrobení hořčíkové baterie je její potenciální cenová výhoda a atribut bezpečnosti zdrojů vyšší než u lithiové baterie.Pokud jde o bezpečnost, hořčíkový dendrit se neobjeví na záporném pólu hořčíkové iontové baterie během cyklu nabíjení a vybíjení, což může zabránit růstu lithiového dendritu v lithiové baterii, který prorazí membránu a způsobí zkrat, požár a poškození baterie. exploze.Díky výše uvedeným výhodám má hořčíková baterie skvělé vyhlídky na vývoj a potenciál.

Pokud jde o nejnovější vývoj hořčíkových baterií, Qingdao Institute of Energy Čínské akademie věd dosáhl dobrého pokroku v oblasti hořčíkových sekundárních baterií.V současnosti prolomila technické překážky ve výrobním procesu hořčíkových sekundárních baterií a vyvinula jediný článek s hustotou energie 560 Wh/kg.Elektromobil s kompletní hořčíkovou vzduchovou baterií vyvinutou v Jižní Koreji dokáže úspěšně ujet 800 kilometrů, což je čtyřnásobek průměrného dojezdu současných vozidel poháněných lithiovou baterií.Řada japonských institucí, včetně Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, prefektura Miyagi a dalších průmyslových, univerzitních a výzkumných institucí a vládních ministerstev aktivně podporuje velkokapacitní výzkum hořčíkových vzduchových baterií.Zhang Ye, výzkumná skupina Modern Engineering College of Nanjing University, a další navrhli dvouvrstvý gelový elektrolyt, který realizoval ochranu hořčíkové kovové anody a regulaci výbojových produktů, a získal hořčíkovou vzduchovou baterii s vysokou hustotou energie ( 2282 W h · kg-1, na základě kvality všech vzduchových elektrod a hořčíkových záporných elektrod), což je mnohem více než u hořčíkové vzduchové baterie se strategiemi legování anody a antikorozního elektrolytu v současné literatuře.
Obecně platí, že hořčíková baterie je v současnosti stále ve fázi předběžného průzkumu a do rozsáhlé propagace a aplikace zbývá ještě dlouhá cesta.