A fém-levegő akkumulátor egy aktív anyag, amely negatív elektródpotenciálú fémeket, például magnéziumot, alumíniumot, cinket, higanyt és vasat használ negatív elektródaként, és oxigént vagy tiszta oxigént a levegőben pozitív elektródaként.A cink-levegő akkumulátor a legtöbbet kutatott és legszélesebb körben használt akkumulátor a fém-levegő akkumulátor sorozatban.Az elmúlt 20 évben a tudósok sok kutatást végeztek a másodlagos cink-levegő akkumulátorral kapcsolatban.A japán Sanyo Corporation nagy kapacitású másodlagos cink-levegő akkumulátort gyártott.A traktorhoz 125V feszültségű, 560A · h kapacitású cink-levegő akkumulátort levegő és elektrohidraulikus erőkeringetés módszerével fejlesztették ki.A jelentések szerint járművekben alkalmazták, és kisülési áramsűrűsége elérheti a 80 mA/cm2-t, a maximum pedig a 130 mA/cm2-t.Egyes franciaországi és japán vállalatok a cink-szuszpenzió keringtetésének módszerét használják cink-levegő szekunder áram előállítására, és a hatóanyagok visszanyerését az akkumulátoron kívül végzik, a tényleges fajlagos energiával 115 W · h/kg.

A fém-levegő akkumulátor fő előnyei:

1) Magasabb fajlagos energia.Mivel a levegőelektródában használt aktív anyag a levegő oxigénje, ez kimeríthetetlen.Elméletileg a pozitív elektróda kapacitása végtelen.Ráadásul az aktív anyag az akkumulátoron kívül van, így a légakkumulátor elméleti fajlagos energiája sokkal nagyobb, mint az általános fémoxid elektródé.A fém levegőakkumulátor elméleti fajlagos energiája általában több, mint 1000 W · h/kg, ami a nagy energiájú vegyi tápegységhez tartozik.
(2) Az ár olcsó.A cink-levegő akkumulátor nem használ drága nemesfémeket elektródaként, az akkumulátor anyagai pedig közönséges anyagok, így az ára olcsó.
(3) Stabil teljesítmény.A cink-levegő akkumulátor különösen nagy áramsűrűséggel tud működni por porózus cinkelektróda és lúgos elektrolit használata után.Ha tiszta oxigént használnak a levegő helyettesítésére, a kibocsátási teljesítmény is jelentősen javítható.Az elméleti számítások szerint az áramsűrűség körülbelül 20-szorosára növelhető.

A fém-levegő akkumulátornak a következő hátrányai vannak:

1), az akkumulátort nem lehet lezárni, ami könnyen kiszáradhat és megemelkedik az elektrolitban, ami befolyásolja az akkumulátor kapacitását és élettartamát.Ha lúgos elektrolitot használunk, akkor könnyen karbonizálódhat, ami növeli az akkumulátor belső ellenállását és befolyásolja a kisülést.
2）, a nedves tárolási teljesítmény gyenge, mivel az akkumulátorban lévő levegő diffúziója a negatív elektród felé felgyorsítja a negatív elektróda önkisülését.
3), a porózus cink negatív elektródaként való használata higanyhomogenizálást igényel.A higany nemcsak a dolgozók egészségét károsítja, hanem a környezetet is szennyezi, ezért nem higanyt tartalmazó korróziógátlóval kell helyettesíteni.

A fém-levegő akkumulátor egy aktív anyag, amely negatív elektródpotenciálú fémeket, például magnéziumot, alumíniumot, cinket, higanyt és vasat használ negatív elektródaként, és oxigént vagy tiszta oxigént a levegőben pozitív elektródaként.A fém-levegő akkumulátor elektrolit oldataként általában lúgos elektrolit vizes oldatot használnak.Ha negatív elektródként negatív elektródpotenciálú lítiumot, nátriumot, kalciumot stb. használnak, mert ezek vízzel reagálhatnak, csak nem vizes szerves elektrolit, például fenolálló szilárd elektrolit vagy szervetlen elektrolit, például LiBF4 sóoldat használva lenni.

Magnézium-levegő akkumulátor

Bármely negatív elektródapotenciállal rendelkező fémpár és levegőelektróda megfelelő fém-levegő akkumulátort képezhet.A magnézium elektródpotenciálja viszonylag negatív, az elektrokémiai egyenértéke pedig viszonylag kicsi.Használható a levegőelektródával párosítva magnézium-levegő akkumulátor létrehozásához.A magnézium elektrokémiai egyenértéke 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V. A magnézium-levegő akkumulátor elméleti fajlagos energiája 3910 W · h/kg, ami háromszorosa a cink-levegő akkumulátorénak és 5~ 7-szerese a lítium akkumulátorénak.A magnézium-levegő akkumulátor negatív pólusa magnézium, pozitív pólusa a levegő oxigénje, elektrolitja KOH oldat, és a semleges elektrolit oldat is használható.
A nagy akkumulátorkapacitás, az alacsony költségpotenciál és az erős biztonság a magnézium-ion akkumulátorok legfontosabb előnyei.A magnézium-ion kétértékű karakterisztikája több elektromos töltés hordozását és tárolását teszi lehetővé, elméleti energiasűrűsége a lítium akkumulátor 1,5-2-szerese.Ugyanakkor a magnézium könnyen kivonható és széles körben elterjedt.Kína abszolút erőforrás-ellátottsággal rendelkezik.A magnézium akkumulátor elkészítése után potenciális költségelőnye és erőforrás-biztonsági jellemzője magasabb, mint a lítium akkumulátor.Biztonsági szempontból a magnézium-dendrit nem jelenik meg a magnézium-ion akkumulátor negatív pólusán a töltési és kisütési ciklus során, ami elkerülheti a lítium-dendrit növekedését a lítium akkumulátorban, amely átszúrja a membránt, és az akkumulátor rövidzárlatát, tüzet és tüzet okozhat. robbanás.A fenti előnyök miatt a magnézium akkumulátor nagy fejlődési kilátásokkal és potenciállal rendelkezik.

Ami a magnéziumelemek legújabb fejlesztését illeti, a Kínai Tudományos Akadémia Qingdao Energetikai Intézete jó előrehaladást ért el a magnézium másodlagos akkumulátorok terén.Jelenleg áttörte a műszaki szűk keresztmetszetet a magnézium-szekunder akkumulátorok gyártási folyamatában, és egyetlen cellát fejlesztett ki 560Wh/kg energiasűrűséggel.Egy Dél-Koreában kifejlesztett komplett magnézium-levegő akkumulátorral ellátott elektromos jármű 800 kilométert tud sikeresen megtenni, ami négyszerese a jelenlegi lítium akkumulátorral működő járművek átlagos hatótávolságának.Számos japán intézmény, köztük a Kogawa Battery, a Nikon, a Nissan Automobile, a Japán Tohoku Egyetem, Rixiang City, Miyagi prefektúra és más ipari-egyetemi kutatóintézetek és kormányzati szervek aktívan támogatják a magnézium-levegőakkumulátorok nagy kapacitású kutatását.Zhang Ye, a Nanjing Egyetem Modern Mérnöki Főiskolájának kutatócsoportja és mások egy kétrétegű gél elektrolitot terveztek, amely megvalósította a magnézium fémanód védelmét és a kisülési termékek szabályozását, és nagy energiasűrűségű magnézium levegő akkumulátort kapott ( 2282 W h · kg-1, az összes levegőelektróda és a magnézium negatív elektródák minősége alapján), ami jóval magasabb, mint a magnézium levegő akkumulátor a jelenlegi irodalomban az anód és a korróziógátló elektrolit ötvözési stratégiájával.
Általánosságban elmondható, hogy a magnézium akkumulátor jelenleg még az előzetes feltárási szakaszban van, és még hosszú utat kell megtenni a nagyszabású promóció és alkalmazásig.