Batéria kov-vzduch je aktívny materiál, ktorý využíva kovy so záporným elektródovým potenciálom, ako je horčík, hliník, zinok, ortuť a železo, ako zápornú elektródu a kyslík alebo čistý kyslík vo vzduchu ako kladnú elektródu.Zinko-vzduchová batéria je najviac skúmaná a najpoužívanejšia batéria v sérii metal-vzduchových batérií.Za posledných 20 rokov vedci vykonali veľa výskumov na sekundárnej zinkovo-vzduchovej batérii.Spoločnosť Sanyo Corporation of Japan vyrobila veľkokapacitnú sekundárnu zinkovo-vzduchovú batériu.Zinkovo-vzduchová batéria pre traktor s napätím 125V a kapacitou 560A · h bola vyvinutá metódou vzduchovej a elektrohydraulickej silovej cirkulácie.Uvádza sa, že bol aplikovaný vo vozidlách a jeho hustota vybíjacieho prúdu môže dosiahnuť 80 mA/cm2 a maximum môže dosiahnuť 130 mA/cm2.Niektoré spoločnosti vo Francúzsku a Japonsku používajú metódu cirkulácie zinkovej kaše na výrobu sekundárneho prúdu zinok-vzduch a regenerácia účinných látok sa vykonáva mimo batérie so skutočnou mernou energiou 115 W · h/kg

Hlavné výhody kovovo-vzduchovej batérie:

1) Vyššia merná energia.Keďže aktívny materiál použitý vo vzduchovej elektróde je kyslík vo vzduchu, je nevyčerpateľný.Teoreticky je kapacita kladnej elektródy nekonečná.Okrem toho je aktívny materiál mimo batérie, takže teoretická špecifická energia vzduchovej batérie je oveľa väčšia ako energia všeobecnej elektródy z oxidu kovu.Teoretická merná energia kovovej vzduchovej batérie je vo všeobecnosti viac ako 1000 W · h/kg, čo patrí medzi vysokoenergetické chemické napájanie.
(2) Cena je lacná.Zinkovo-vzduchová batéria nepoužíva ako elektródy drahé drahé kovy a materiály batérie sú bežné materiály, takže cena je nízka.
(3) Stabilný výkon.Najmä zinkovo-vzduchová batéria môže pracovať pri vysokej prúdovej hustote po použití práškovej poréznej zinkovej elektródy a alkalického elektrolytu.Ak sa ako náhrada vzduchu použije čistý kyslík, výkon výboja sa môže tiež výrazne zlepšiť.Podľa teoretického výpočtu sa prúdová hustota môže zvýšiť asi 20-krát.

Metal-vzduchová batéria má nasledujúce nevýhody:

1）, batéria nemôže byť utesnená, čo môže ľahko spôsobiť vysychanie a stúpanie elektrolytu, čo ovplyvňuje kapacitu a životnosť batérie.Ak sa použije alkalický elektrolyt, je tiež ľahké spôsobiť karbonizáciu, čím sa zvýši vnútorný odpor batérie a ovplyvní vybíjanie.
2）, skladovanie za mokra je slabé, pretože difúzia vzduchu v batérii k zápornej elektróde urýchli samovybíjanie zápornej elektródy.
3), použitie porézneho zinku ako negatívnej elektródy vyžaduje homogenizáciu ortuti.Ortuť poškodzuje nielen zdravie pracovníkov, ale znečisťuje aj životné prostredie a je potrebné ju nahradiť neortuťovým inhibítorom korózie.

Batéria kov-vzduch je aktívny materiál, ktorý využíva kovy so záporným elektródovým potenciálom, ako je horčík, hliník, zinok, ortuť a železo, ako zápornú elektródu a kyslík alebo čistý kyslík vo vzduchu ako kladnú elektródu.Alkalický vodný roztok elektrolytu sa všeobecne používa ako roztok elektrolytu batérie kov-vzduch.Ak sa ako záporná elektróda použije lítium, sodík, vápnik atď. so zápornejším elektródovým potenciálom, pretože môžu reagovať s vodou, môže sa použiť iba nevodný organický elektrolyt, ako je pevný elektrolyt odolný voči fenolu alebo anorganický elektrolyt, ako je roztok soli LiBF4. byť použitý.

Horčíkovo-vzduchová batéria

Akýkoľvek pár kovu so záporným elektródovým potenciálom a vzduchovou elektródou môže tvoriť zodpovedajúcu batériu typu kov-vzduch.Elektródový potenciál horčíka je relatívne negatívny a elektrochemický ekvivalent relatívne malý.Môže sa použiť na spárovanie so vzduchovou elektródou na vytvorenie horčíkovej vzduchovej batérie.Elektrochemický ekvivalent horčíka je 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V。 Teoretická špecifická energia horčíkovo-vzduchovej batérie je 3910 W · h/kg, čo je 3-násobok energie zinkovo-vzduchovej batérie a 5~ 7-krát viac ako lítiová batéria.Záporný pól horčíkovo-vzduchovej batérie je horčík, kladný pól je kyslík vo vzduchu, elektrolyt je roztok KOH a možno použiť aj neutrálny roztok elektrolytu.
Veľká kapacita batérie, nízky nákladový potenciál a vysoká bezpečnosť sú kľúčovými výhodami horčíkových iónových batérií.Dvojmocná charakteristika horčíkových iónov umožňuje prenášať a uchovávať viac elektrických nábojov s teoretickou hustotou energie 1,5 až 2-násobku lítiovej batérie.Zároveň je horčík ľahko extrahovateľný a široko distribuovaný.Čína má absolútnu výhodu v oblasti zdrojov.Po výrobe horčíkovej batérie je jej potenciálna výhoda z hľadiska nákladov a atribút bezpečnosti zdrojov vyšší ako pri lítiovej batérii.Pokiaľ ide o bezpečnosť, horčíkový dendrit sa neobjaví na zápornom póle horčíkovej iónovej batérie počas cyklu nabíjania a vybíjania, čo môže zabrániť rastu lítiového dendritu v lítiovej batérii, ktorý prerazí membránu a spôsobí skrat, požiar a výbuch.Vyššie uvedené výhody spôsobujú, že horčíková batéria má veľké vyhliadky na vývoj a potenciál.

Pokiaľ ide o najnovší vývoj horčíkových batérií, Qingdao Institute of Energy Čínskej akadémie vied urobil dobrý pokrok v oblasti horčíkových sekundárnych batérií.V súčasnosti prelomila technickú prekážku vo výrobnom procese horčíkových sekundárnych batérií a vyvinula jeden článok s hustotou energie 560 Wh/kg.Elektrické vozidlo s kompletnou magnéziovou vzduchovou batériou vyvinutou v Južnej Kórei dokáže úspešne prejsť 800 kilometrov, čo je štvornásobok priemerného dojazdu súčasných vozidiel poháňaných lítiovou batériou.Množstvo japonských inštitúcií vrátane Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, prefektúra Miyagi a ďalších priemyselných, univerzitných a výskumných inštitúcií a vládnych oddelení aktívne podporuje veľkokapacitný výskum horčíkových vzduchových batérií.Zhang Ye, výskumná skupina Modern Engineering College of Nanjing University, a iní navrhli dvojvrstvový gélový elektrolyt, ktorý realizoval ochranu horčíkovej kovovej anódy a reguláciu výbojových produktov a získal horčíkovú vzduchovú batériu s vysokou hustotou energie ( 2282 W h · kg-1, na základe kvality všetkých vzduchových elektród a horčíkových záporných elektród), čo je oveľa viac ako pri horčíkovej vzduchovej batérii so stratégiami legujúcej anódy a antikorózneho elektrolytu v súčasnej literatúre.
Vo všeobecnosti je horčíková batéria v súčasnosti stále v štádiu predbežného prieskumu a do rozsiahlej propagácie a aplikácie je ešte dlhá cesta.