Metal-luft-batteriet er et aktivt materiale, der bruger metaller med negativt elektrodepotentiale, såsom magnesium, aluminium, zink, kviksølv og jern, som den negative elektrode, og ilt eller ren ilt i luften som den positive elektrode.Zink-luft batteri er det mest undersøgte og udbredte batteri i metal-luft batteri serien.I de sidste 20 år har forskere forsket meget i sekundært zink-luftbatteri.Sanyo Corporation i Japan har produceret et sekundært zink-luft-batteri med stor kapacitet.Zink-luft-batteriet til traktor med en spænding på 125V og en kapacitet på 560A · h er udviklet ved hjælp af metoden med luft- og elektrohydraulisk kraftcirkulation.Det rapporteres, at det er blevet anvendt i køretøjer, og dets afladningsstrømtæthed kan nå 80mA/cm2, og maksimum kan nå 130mA/cm2.Nogle virksomheder i Frankrig og Japan bruger metoden til at cirkulere zinkslam til at producere zink-luft sekundærstrøm, og genvindingen af ​​aktive stoffer udføres uden for batteriet med den faktiske specifikke energi på 115W · h/kg

De vigtigste fordele ved metal-luft batteri:

1) Højere specifik energi.Da det aktive materiale, der anvendes i luftelektroden, er ilt i luften, er det uudtømmeligt.I teorien er den positive elektrodes kapacitet uendelig.Derudover er det aktive materiale uden for batteriet, så luftbatteriets teoretiske specifikke energi er meget større end den generelle metaloxidelektrode.Den teoretiske specifikke energi af metalluftbatteriet er generelt mere end 1000W · h/kg, hvilket hører til den højenergiske kemiske strømforsyning.
(2) Prisen er billig.Zink-luft-batteriet bruger ikke dyre ædelmetaller som elektroder, og batterimaterialerne er almindelige materialer, så prisen er billig.
(3) Stabil ydeevne.Især kan zink-luft-batteriet arbejde ved en høj strømtæthed efter brug af pulverporøs zinkelektrode og alkalisk elektrolyt.Hvis ren ilt bruges til at erstatte luft, kan udledningsevnen også forbedres væsentligt.Ifølge teoretisk beregning kan strømtætheden øges med omkring 20 gange.

Metal-luft-batteriet har følgende ulemper:

1）, batteriet kan ikke forsegles, hvilket er let at forårsage tørring og stigning af elektrolytten, hvilket påvirker batteriets kapacitet og levetid.Hvis der anvendes alkalisk elektrolyt, er det også nemt at forårsage kulsyre, hvilket øger batteriets indre modstand og påvirker afladningen.
2）, våd opbevaringsydelsen er dårlig, fordi diffusionen af ​​luft i batteriet til den negative elektrode vil fremskynde selvafladningen af ​​den negative elektrode.
3）, brugen af ​​porøs zink som den negative elektrode kræver kviksølvhomogenisering.Kviksølv skader ikke kun arbejdstagernes sundhed, men forurener også miljøet og skal erstattes af ikke-kviksølv-korrosionshæmmere.

Metal-luft-batteriet er et aktivt materiale, der bruger metaller med negativt elektrodepotentiale, såsom magnesium, aluminium, zink, kviksølv og jern, som den negative elektrode, og ilt eller ren ilt i luften som den positive elektrode.Vandig alkalisk elektrolytopløsning bruges generelt som elektrolytopløsning af metal-luftbatteri.Hvis lithium, natrium, calcium osv. med mere negativt elektrodepotentiale bruges som den negative elektrode, fordi de kan reagere med vand, kan kun ikke-vandige organiske elektrolyter såsom phenol-resistent fast elektrolyt eller uorganisk elektrolyt såsom LiBF4 saltopløsning bruges.

Magnesium-luft batteri

Ethvert metalpar med negativ elektrodepotentiale og luftelektrode kan danne tilsvarende metal-luft-batteri.Magnesiums elektrodepotentiale er relativt negativ, og den elektrokemiske ækvivalent er relativt lille.Den kan bruges til at parre med luftelektroden for at danne et magnesium luftbatteri.Den elektrokemiske ækvivalent af magnesium er 0,454g/(A · h) Ф=- 2,69V。 Den teoretiske specifikke energi for magnesium-luftbatteri er 3910W · h/kg, hvilket er 3 gange af zink-luftbatteriets og 5~ 7 gange af lithiumbatteri.Magnesium-luftbatteriets negative pol er magnesium, den positive pol er oxygen i luften, elektrolytten er KOH-opløsning, og den neutrale elektrolytopløsning kan også bruges.
Stor batterikapacitet, lavprispotentiale og stærk sikkerhed er de vigtigste fordele ved magnesiumionbatterier.Den divalente egenskab ved magnesiumion gør det muligt at bære og opbevare flere elektriske ladninger med en teoretisk energitæthed på 1,5-2 gange lithiumbatteri.Samtidig er magnesium let at udvinde og distribueres bredt.Kina har en absolut ressourcebegavelsesfordel.Efter fremstilling af magnesiumbatteri er dets potentielle omkostningsfordel og ressourcesikkerhedsegenskab højere end lithiumbatteriet.Med hensyn til sikkerhed vil magnesiumdendrit ikke optræde ved magnesiumionbatteriets negative pol under opladnings- og afladningscyklussen, hvilket kan undgå, at lithiumdendritvæksten i lithiumbatteriet gennemborer membranen og får batteriet til at kortslutte, brand og eksplosion.Ovenstående fordele gør, at magnesiumbatterier har store udviklingsmuligheder og potentiale.

Med hensyn til den seneste udvikling af magnesiumbatterier har Qingdao Institute of Energy fra det kinesiske videnskabsakademi gjort gode fremskridt inden for sekundære magnesiumbatterier.På nuværende tidspunkt er den brudt igennem den tekniske flaskehals i fremstillingsprocessen af ​​sekundære magnesiumbatterier og har udviklet en enkelt celle med en energitæthed på 560Wh/kg.Et elektrisk køretøj med et komplet magnesium-luftbatteri udviklet i Sydkorea kan med succes køre 800 kilometer, hvilket er fire gange den gennemsnitlige rækkevidde for nuværende lithium-batteridrevne køretøjer.En række japanske institutioner, herunder Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture, og andre industri-universitet-forskningsinstitutioner og statslige afdelinger fremmer aktivt forskning med stor kapacitet af magnesium luftbatterier.Zhang Ye, forskningsgruppen fra Modern Engineering College ved Nanjing University, og andre designet en dobbeltlags gelelektrolyt, som realiserede beskyttelsen af ​​magnesiummetalanode og reguleringen af ​​afladningsprodukter og opnåede et magnesium luftbatteri med høj energitæthed ( 2282 W h · kg-1, baseret på kvaliteten af ​​alle luftelektroder og magnesium negative elektroder), hvilket er langt højere end magnesium luftbatteriet med strategierne for legering af anode og anti-korrosionselektrolyt i den aktuelle litteratur.
Generelt er magnesiumbatteriet stadig i den foreløbige udforskningsfase på nuværende tidspunkt, og der er stadig et stykke vej igen før storstilet promovering og anvendelse.