Металл-ауа батареясы теріс электрод ретінде магний, алюминий, мырыш, сынап және темір сияқты теріс электродтық потенциалы бар металдарды, ал оң электрод ретінде ауадағы оттегі немесе таза оттегін пайдаланатын белсенді материал болып табылады.Цинк-ауа батареясы - металл-ауа батареялары сериясындағы ең көп зерттелген және кеңінен қолданылатын батарея.Соңғы 20 жылда ғалымдар екінші реттік мырыш-ауа батареясы туралы көптеген зерттеулер жүргізді.Жапонияның Sanyo корпорациясы үлкен сыйымдылықты екінші реттік мырыш-ауа батареясын шығарды.Кернеуі 125В және қуаты 560А · сағ тракторға арналған мырыш-ауа аккумуляторы ауа және электр-гидравликалық күш айналымы әдісін қолдану арқылы жасалған.Ол көліктерде қолданылғаны және оның разрядтық токтың тығыздығы 80мА/см2, ал максимум 130мА/см2 жетуі мүмкін екені хабарланды.Франция мен Жапонияның кейбір компаниялары мырыш-ауаның қайталама тоғын алу үшін циркуляциялық мырыш суспензиясының әдісін қолданады, ал белсенді заттарды қалпына келтіру аккумулятордан тыс жүзеге асырылады, нақты меншікті энергиясы 115 Вт · сағ/кг.

Металл-ауа батареясының негізгі артықшылықтары:

1) жоғары меншікті энергия.Ауа электродында қолданылатын белсенді материал ауадағы оттегі болғандықтан, ол сарқылмайды.Теориялық тұрғыдан оң электродтың сыйымдылығы шексіз.Сонымен қатар, белсенді материал батареяның сыртында, сондықтан ауа батареясының теориялық меншікті энергиясы жалпы металл оксиді электродынан әлдеқайда көп.Металл ауа батареясының теориялық меншікті энергиясы әдетте 1000Вт · сағ/кг-нан асады, ол жоғары энергиялық химиялық қуат көзіне жатады.
(2) Бағасы арзан.Мырыш-ауа батареясы электродтар ретінде қымбат бағалы металдарды пайдаланбайды, ал аккумулятор материалдары қарапайым материалдар болып табылады, сондықтан бағасы арзан.
(3) Тұрақты өнімділік.Атап айтқанда, мырыш-ауа батареясы ұнтақ кеуекті мырыш электроды мен сілтілі электролитті пайдаланғаннан кейін жоғары ток тығыздығында жұмыс істей алады.Ауаны ауыстыру үшін таза оттегі пайдаланылса, разряд өнімділігін де айтарлықтай жақсартуға болады.Теориялық есеп бойынша токтың тығыздығын шамамен 20 есе арттыруға болады.

Металл-ауа батареясының келесі кемшіліктері бар:

1）, батареяны тығыздау мүмкін емес, бұл электролиттің кебуіне және көтерілуіне әкеліп соғады, бұл батареяның сыйымдылығы мен қызмет ету мерзіміне әсер етеді.Егер сілтілі электролит пайдаланылса, ол аккумулятордың ішкі кедергісін арттырып, разрядқа әсер етіп, карбондануды тудыруы да оңай.
2）, ылғалды сақтау өнімділігі нашар, себебі аккумулятордағы ауаның теріс электродқа диффузиясы теріс электродтың өздігінен разрядталуын жылдамдатады.
3） теріс электрод ретінде кеуекті мырышты пайдалану сынапты гомогенизациялауды қажет етеді.Сынап жұмысшылардың денсаулығына зиян келтіріп қана қоймайды, сонымен қатар қоршаған ортаны ластайды, оны сынапсыз коррозия ингибиторымен ауыстыру қажет.

Металл-ауа батареясы теріс электрод ретінде магний, алюминий, мырыш, сынап және темір сияқты теріс электродтық потенциалы бар металдарды, ал оң электрод ретінде ауадағы оттегі немесе таза оттегін пайдаланатын белсенді материал болып табылады.Металл-ауа батареясының электролит ерітіндісі ретінде әдетте сілтілі электролиттің сулы ерітіндісі қолданылады.Теріс электрод ретінде теріс электродтық потенциалы жоғары литий, натрий, кальций және т.б. пайдаланылса, өйткені олар сумен әрекеттесе алады, тек фенолға төзімді қатты электролит сияқты сулы емес органикалық электролит немесе LiBF4 тұз ерітіндісі сияқты бейорганикалық электролит. пайдаланылуы.

Магний-ауа батареясы

Теріс электрод потенциалы мен ауа электроды бар кез келген метал жұбы сәйкес металл-ауа батареясын құра алады.Магнийдің электродтық потенциалы салыстырмалы түрде теріс, ал электрохимиялық эквиваленті салыстырмалы түрде аз.Магний ауа батареясын жасау үшін оны ауа электродымен жұптастыру үшін пайдалануға болады.Магнийдің электрохимиялық эквиваленті 0,454г/(А · сағ) Ф=- 2,69В。 Магний-ауа батареясының теориялық меншікті энергиясы 3910Вт · сағ/кг, бұл мырыш-ауа батареясынан 3 есе және 5~ Литий батареясынан 7 есе көп.Магний-ауа батареясының теріс полюсі - магний, оң полюсі - ауадағы оттегі, электролит - KOH ерітіндісі және бейтарап электролит ерітіндісін де қолдануға болады.
Үлкен аккумулятор сыйымдылығы, арзан әлеует және күшті қауіпсіздік магний иондық аккумуляторлардың негізгі артықшылықтары болып табылады.Магний ионының екі валентті сипаттамасы литий батареясының теориялық энергия тығыздығы 1,5-2 есе көп электр зарядтарын тасымалдауға және сақтауға мүмкіндік береді.Сонымен қатар, магний алу оңай және кең таралған.Қытай ресурсты қамтамасыз етуде абсолютті артықшылыққа ие.Магний батареясын жасағаннан кейін оның әлеуетті құны артықшылығы мен ресурс қауіпсіздігі атрибуты литий батареясынан жоғары.Қауіпсіздік тұрғысынан магний дендриті зарядтау және разрядтау циклі кезінде магний ионды аккумулятордың теріс полюсінде пайда болмайды, бұл литий батареясындағы литий дендритінің өсуін диафрагманы тесіп, батареяның қысқа тұйықталуына, өртке және жарылыс.Жоғарыда аталған артықшылықтар магний батареясының үлкен даму перспективалары мен әлеуеті бар.

Магний батареяларының соңғы дамуына қатысты Қытай ғылым академиясының Циндао энергетика институты магнийдің екінші реттік батареяларында жақсы жетістіктерге жетті.Қазіргі уақытта ол магнийдің қайталама аккумуляторларын өндіру процесінде техникалық қиыншылықтан өтіп, энергия тығыздығы 560 Вт/сағ болатын бір ұяшықты әзірледі.Оңтүстік Кореяда жасалған толық магний ауа батареясы бар электр көлігі 800 шақырымды сәтті жүргізе алады, бұл қазіргі литий батареясымен жұмыс істейтін көліктердің орташа диапазонынан төрт есе көп.Когава аккумуляторы, Nikon, Nissan Automobile, Жапонияның Тохоку университеті, Риксианг қаласы, Мияги префектурасы және басқа салалық-университеттік-зерттеу институттары мен мемлекеттік департаменттерді қоса алғанда, бірқатар жапондық мекемелер магний ауа батареясының үлкен сыйымдылығын зерттеуді белсенді түрде алға жылжытуда.Чжан Йе, Нанкин университетінің Заманауи инженерлік колледжінің зерттеу тобы және басқалары магний металл анодын қорғауды және разряд өнімдерін реттеуді жүзеге асыратын және энергия тығыздығы жоғары магний ауа батареясын алған екі қабатты гель-электролитті жобалады ( 2282 Вт с · кг-1, барлық ауа электродтары мен магний теріс электродтарының сапасына негізделген), бұл қазіргі әдебиеттегі легірленген анод және коррозияға қарсы электролит стратегиялары бар магний ауа батареясынан әлдеқайда жоғары.
Жалпы алғанда, магний батареясы әлі де алдын ала барлау сатысында және кең ауқымды жылжыту және қолдану алдында әлі көп жол бар.