A batería metal-aire é un material activo que utiliza metais con potencial de electrodo negativo, como magnesio, aluminio, cinc, mercurio e ferro, como electrodo negativo, e osíxeno ou osíxeno puro no aire como electrodo positivo.A batería zinc-air é a batería máis investigada e amplamente utilizada na serie de baterías metal-aire.Nos últimos 20 anos, os científicos realizaron moitas investigacións sobre a batería secundaria de zinc-aire.Sanyo Corporation of Japan produciu unha batería secundaria de zinc-aire de gran capacidade.A batería de zinc-aire para tractor cunha tensión de 125V e unha capacidade de 560A · h foi desenvolvida mediante o método de circulación de aire e forza electrohidráulica.Infórmase de que se aplicou en vehículos e que a súa densidade de corrente de descarga pode alcanzar os 80 mA/cm2, e o máximo pode alcanzar os 130 mA/cm2.Algunhas empresas de Francia e Xapón usan o método de circulación de purín de zinc para producir corrente secundaria de zinc-aire, e a recuperación de substancias activas realízase fóra da batería, cunha enerxía específica real de 115 W · h/kg.

Principais vantaxes da batería metal-aire:

1) Maior enerxía específica.Dado que o material activo utilizado no electrodo de aire é o osíxeno no aire, é inesgotable.En teoría, a capacidade do electrodo positivo é infinita.Ademais, o material activo está fóra da batería, polo que a enerxía específica teórica da batería de aire é moito maior que a do electrodo xeral de óxido metálico.A enerxía específica teórica da batería de aire metálico é xeralmente superior a 1000 W · h/kg, que pertence á fonte de enerxía química de alta enerxía.
(2) O prezo é barato.A batería de zinc-aire non usa metais preciosos caros como electrodos e os materiais da batería son materiais comúns, polo que o prezo é barato.
(3) Rendemento estable.En particular, a batería de zinc-aire pode funcionar cunha alta densidade de corrente despois de usar un electrodo de zinc poroso en po e un electrólito alcalino.Se se usa osíxeno puro para substituír o aire, o rendemento da descarga tamén se pode mellorar moito.Segundo o cálculo teórico, a densidade de corrente pódese aumentar unhas 20 veces.

A batería metal-aire ten as seguintes desvantaxes:

1）, a batería non se pode selar, o que é fácil de provocar o secado e o aumento do electrólito, afectando a capacidade e vida útil da batería.Se se usa electrólito alcalino, tamén é fácil causar carbonatación, aumentando a resistencia interna da batería e afectando a descarga.
2）, o rendemento do almacenamento húmido é pobre, porque a difusión do aire na batería ao electrodo negativo acelerará a autodescarga do electrodo negativo.
3), o uso de zinc poroso como electrodo negativo require a homoxeneización do mercurio.O mercurio non só prexudica a saúde dos traballadores, senón que tamén contamina o medio ambiente e debe ser substituído por un inhibidor de corrosión que non sexa mercurio.

A batería metal-aire é un material activo que utiliza metais con potencial de electrodo negativo, como magnesio, aluminio, cinc, mercurio e ferro, como electrodo negativo, e osíxeno ou osíxeno puro no aire como electrodo positivo.A solución acuosa de electrólitos alcalinos úsase xeralmente como solución de electrólitos da batería de aire e metal.Se se usa litio, sodio, calcio, etc. con máis potencial de electrodo negativo como electrodo negativo, porque poden reaccionar coa auga, só poden reaccionar electrólitos orgánicos non acuosos, como electrólitos sólidos resistentes ao fenol ou electrólitos inorgánicos como a solución de sal LiBF4. ser usado.

Batería de magnesio-aire

Calquera par de metal con potencial de electrodo negativo e electrodo de aire pode formar a correspondente batería metal-aire.O potencial do electrodo do magnesio é relativamente negativo e o equivalente electroquímico relativamente pequeno.Pódese usar para emparellar co electrodo de aire para formar unha batería de aire de magnesio.O equivalente electroquímico do magnesio é 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V。 A enerxía específica teórica da batería de magnesio-aire é de 3910 W · h/kg, o que é 3 veces superior á da batería de zinc-aire e 5~ 7 veces máis que a batería de litio.O polo negativo da batería de magnesio-aire é o magnesio, o polo positivo é o osíxeno no aire, o electrólito é a solución de KOH e tamén se pode usar a solución de electrólito neutro.
Gran capacidade de batería, baixo custo potencial e forte seguridade son as principais vantaxes das baterías de ións de magnesio.A característica divalente do ión magnesio fai posible transportar e almacenar máis cargas eléctricas, cunha densidade de enerxía teórica de 1,5-2 veces a batería de litio.Ao mesmo tempo, o magnesio é fácil de extraer e está amplamente distribuído.China ten unha vantaxe absoluta de dotación de recursos.Despois de fabricar a batería de magnesio, a súa vantaxe de custo potencial e o atributo de seguridade dos recursos son superiores á batería de litio.En termos de seguridade, a dendrita de magnesio non aparecerá no polo negativo da batería de iones de magnesio durante o ciclo de carga e descarga, o que pode evitar que o crecemento da dendrita de litio na batería de litio atravese o diafragma e faga que a batería se produza un curtocircuíto, incendio e explosión.As vantaxes anteriores fan que a batería de magnesio teña grandes perspectivas de desenvolvemento e potencial.

No que respecta ao último desenvolvemento das baterías de magnesio, o Instituto de Enerxía de Qingdao da Academia Chinesa de Ciencias avanzou ben nas baterías secundarias de magnesio.Na actualidade, superou o pescozo de botella técnico no proceso de fabricación de baterías secundarias de magnesio e desenvolveu unha única cela cunha densidade de enerxía de 560 Wh/kg.Un vehículo eléctrico cunha batería de aire de magnesio completa desenvolvido en Corea do Sur pode percorrer con éxito 800 quilómetros, o que é catro veces a autonomía media dos vehículos actuais que funcionan con batería de litio.Varias institucións xaponesas, entre elas Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Xapón, Rixiang City, Miyagi Prefecture, e outras institucións de investigación da industria, universidades e departamentos gobernamentais, están a promover activamente a investigación de gran capacidade de batería de aire de magnesio.Zhang Ye, o grupo de investigación da Facultade de Enxeñería Moderna da Universidade de Nanjing, e outros deseñaron un electrólito de xel de dobre capa, que realizou a protección do ánodo metálico de magnesio e a regulación dos produtos de descarga, e obtivo unha batería de aire de magnesio con alta densidade de enerxía ( 2282 W h · kg-1, baseado na calidade de todos os electrodos de aire e electrodos negativos de magnesio), que é moito maior que a batería de aire de magnesio coas estratexias de ánodo de aliaxe e electrólito anticorrosión na literatura actual.
En xeral, a batería de magnesio aínda está na fase de exploración preliminar e aínda queda moito por percorrer para a promoción e aplicación a gran escala.