Metall-luft-batteriet er et aktivt materiale som bruker metaller med negativt elektrodepotensial, som magnesium, aluminium, sink, kvikksølv og jern, som negativ elektrode, og oksygen eller rent oksygen i luften som positiv elektrode.Sink-luft-batteri er det mest undersøkte og mye brukte batteriet i metall-luft-batteriserien.I løpet av de siste 20 årene har forskere gjort mye forskning på sekundært sink-luftbatteri.Sanyo Corporation of Japan har produsert et sekundært sink-luftbatteri med stor kapasitet.Sink-luft-batteriet for traktor med en spenning på 125V og en kapasitet på 560A · t er utviklet ved å bruke metoden for luft- og elektrohydraulisk kraftsirkulasjon.Det er rapportert at den har blitt brukt i kjøretøy, og dens utladningsstrømtetthet kan nå 80mA/cm2, og maksimum kan nå 130mA/cm2.Noen selskaper i Frankrike og Japan bruker metoden for å sirkulere sinkslurry for å produsere sink-luft sekundærstrøm, og gjenvinningen av aktive stoffer utføres utenfor batteriet, med den faktiske spesifikke energien på 115W · t/kg

Hovedfordelene med metall-luftbatteri:

1) Høyere spesifikk energi.Siden det aktive materialet som brukes i luftelektroden er oksygen i luften, er det uuttømmelig.I teorien er kapasiteten til den positive elektroden uendelig.I tillegg er det aktive materialet utenfor batteriet, så den teoretiske spesifikke energien til luftbatteriet er mye større enn den generelle metalloksidelektroden.Den teoretiske spesifikke energien til metallluftbatteriet er generelt mer enn 1000W · h/kg, som tilhører den høyenergiske kjemiske strømforsyningen.
(2) Prisen er billig.Sink-luft-batteriet bruker ikke dyre edelmetaller som elektroder, og batterimaterialene er vanlige materialer, så prisen er billig.
(3) Stabil ytelse.Spesielt kan sink-luft-batteriet arbeide med høy strømtetthet etter bruk av pulverporøs sinkelektrode og alkalisk elektrolytt.Hvis rent oksygen brukes til å erstatte luft, kan utslippsytelsen også forbedres betydelig.I følge teoretisk beregning kan strømtettheten økes med ca. 20 ganger.

Metall-luftbatteriet har følgende ulemper:

1）, batteriet kan ikke forsegles, noe som er lett å forårsake tørking og stigning av elektrolytten, noe som påvirker kapasiteten og levetiden til batteriet.Hvis alkalisk elektrolytt brukes, er det også lett å forårsake karbonatisering, øke den interne motstanden til batteriet og påvirke utladningen.
2）, våtlagringsytelsen er dårlig, fordi diffusjonen av luft i batteriet til den negative elektroden vil akselerere selvutladingen av den negative elektroden.
3）, bruk av porøs sink som negativ elektrode krever kvikksølvhomogenisering.Kvikksølv skader ikke bare helsen til arbeidere, men forurenser også miljøet, og må erstattes av ikke-kvikksølv-korrosjonshemmere.

Metall-luft-batteriet er et aktivt materiale som bruker metaller med negativt elektrodepotensial, som magnesium, aluminium, sink, kvikksølv og jern, som negativ elektrode, og oksygen eller rent oksygen i luften som positiv elektrode.Vandig alkalisk elektrolyttløsning brukes vanligvis som elektrolyttløsning av metall-luftbatteri.Hvis litium, natrium, kalsium, etc. med mer negativt elektrodepotensial brukes som negativ elektrode, fordi de kan reagere med vann, kan bare ikke-vandig organisk elektrolytt som fenol-resistent fast elektrolytt eller uorganisk elektrolytt som LiBF4 saltløsning bli brukt.

Magnesium-luft batteri

Ethvert metallpar med negativt elektrodepotensial og luftelektrode kan danne tilsvarende metall-luftbatteri.Elektrodepotensialet til magnesium er relativt negativt og den elektrokjemiske ekvivalenten er relativt liten.Den kan brukes til å pare med luftelektroden for å danne et magnesium luftbatteri.Den elektrokjemiske ekvivalenten av magnesium er 0,454g/(A · h) Ф=- 2,69V。 Den teoretiske spesifikke energien til magnesium-luftbatteri er 3910W · t/kg, som er 3 ganger den for sink-luftbatteri og 5~ 7 ganger så mye som for litiumbatteri.Den negative polen til magnesium-luftbatteriet er magnesium, den positive polen er oksygen i luften, elektrolytten er KOH-løsning, og den nøytrale elektrolyttløsningen kan også brukes.
Stor batterikapasitet, lavkostnadspotensial og sterk sikkerhet er de viktigste fordelene med magnesiumion-batterier.Den toverdige egenskapen til magnesiumion gjør det mulig å bære og lagre flere elektriske ladninger, med en teoretisk energitetthet på 1,5-2 ganger litiumbatteri.Samtidig er magnesium lett å trekke ut og distribueres bredt.Kina har en absolutt ressursbegavelsesfordel.Etter å ha laget magnesiumbatteri, er dets potensielle kostnadsfordel og ressurssikkerhetsattributt høyere enn litiumbatteri.Når det gjelder sikkerhet, vil ikke magnesiumdendritt dukke opp ved den negative polen til magnesiumionbatteriet under lade- og utladingssyklusen, noe som kan unngå at litiumdendritten i litiumbatteriet trenger gjennom membranen og forårsaker at batteriet kortslutter, brann og eksplosjon.De ovennevnte fordelene gjør at magnesiumbatterier har store utviklingsmuligheter og potensiale.

Når det gjelder den siste utviklingen av magnesiumbatterier, har Qingdao Institute of Energy ved det kinesiske vitenskapsakademiet gjort gode fremskritt innen sekundære magnesiumbatterier.For tiden har den brutt gjennom den tekniske flaskehalsen i produksjonsprosessen av sekundære magnesiumbatterier, og har utviklet en enkeltcelle med en energitetthet på 560Wh/kg.Et elektrisk kjøretøy med et komplett magnesium-luftbatteri utviklet i Sør-Korea kan med suksess kjøre 800 kilometer, som er fire ganger gjennomsnittlig rekkevidde for nåværende litiumbatteridrevne kjøretøy.En rekke japanske institusjoner, inkludert Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture og andre industri-universitet-forskningsinstitusjoner og offentlige avdelinger fremmer aktivt forskningen med stor kapasitet av magnesium luftbatterier.Zhang Ye, forskningsgruppen ved Modern Engineering College ved Nanjing University, og andre designet en dobbeltlags gelelektrolytt, som realiserte beskyttelsen av magnesiummetallanode og regulering av utladningsprodukter, og oppnådde et magnesium luftbatteri med høy energitetthet ( 2282 W h · kg-1, basert på kvaliteten på alle luftelektroder og magnesium negative elektroder), som er langt høyere enn magnesium luftbatteriet med strategier for legering av anode og anti-korrosjonselektrolytt i gjeldende litteratur.
Generelt er magnesiumbatteriet fortsatt i det foreløpige letestadiet for øyeblikket, og det er fortsatt en lang vei å gå før storskala markedsføring og bruk.