Metalo-oro akumuliatorius yra aktyvi medžiaga, kuri kaip neigiamą elektrodą naudoja neigiamą elektrodo potencialą turinčius metalus, tokius kaip magnis, aliuminis, cinkas, gyvsidabris ir geležis, o kaip teigiamą elektrodą – deguonį arba gryną ore esantį deguonį.Cinko-oro baterija yra labiausiai ištirta ir plačiausiai naudojama metalo-oro baterijų serijoje.Per pastaruosius 20 metų mokslininkai atliko daug tyrimų apie antrinę cinko-oro bateriją.Japonijos Sanyo Corporation pagamino didelės talpos antrinę cinko-oro bateriją.Cinko-oro akumuliatorius traktoriui, kurio įtampa 125V ir talpa 560A · h, sukurtas naudojant oro ir elektrohidraulinės jėgos cirkuliacijos metodą.Pranešama, kad jis buvo pritaikytas transporto priemonėse, o jo iškrovos srovės tankis gali siekti 80mA/cm2, o maksimalus – 130mA/cm2.Kai kurios Prancūzijos ir Japonijos įmonės naudoja cinko suspensijos cirkuliacijos metodą cinko ir oro antrinei srovei gaminti, o aktyviosios medžiagos atgaunamos ne akumuliatoriuje, o tikroji savitoji energija yra 115 W · h/kg.

Pagrindiniai metalo-oro akumuliatoriaus pranašumai:

1) Didesnė savitoji energija.Kadangi oro elektrode naudojama aktyvi medžiaga yra ore esantis deguonis, ji yra neišsenkama.Teoriškai teigiamo elektrodo talpa yra begalinė.Be to, aktyvioji medžiaga yra už baterijos ribų, todėl teorinė specifinė oro akumuliatoriaus energija yra daug didesnė nei bendro metalo oksido elektrodo.Metalinio oro akumuliatoriaus teorinė savitoji energija paprastai yra didesnė nei 1000 W · h/kg, kuri priklauso didelės energijos cheminiam maitinimo šaltiniui.
(2) Kaina yra pigi.Cinko-oro akumuliatoriuje kaip elektrodai nenaudojami brangūs taurieji metalai, o baterijų medžiagos yra įprastos medžiagos, todėl kaina yra pigi.
(3) Stabilus veikimas.Visų pirma, cinko-oro akumuliatorius gali veikti esant dideliam srovės tankiui, kai naudojamas miltelių porėtas cinko elektrodas ir šarminis elektrolitas.Jei orui pakeisti naudojamas grynas deguonis, išleidimo efektyvumas taip pat gali būti labai pagerintas.Remiantis teoriniais skaičiavimais, srovės tankis gali būti padidintas apie 20 kartų.

Metalo-oro akumuliatorius turi šiuos trūkumus:

1), akumuliatoriaus negalima užsandarinti, todėl elektrolitas gali lengvai išdžiūti ir pakilti, o tai turi įtakos akumuliatoriaus talpai ir tarnavimo laikui.Jei naudojamas šarminis elektrolitas, jis taip pat lengvai sukelia karbonizaciją, padidindamas vidinį akumuliatoriaus atsparumą ir paveikdamas iškrovimą.
2）, šlapio laikymo efektyvumas yra prastas, nes akumuliatoriaus oro difuzija į neigiamą elektrodą pagreitins neigiamo elektrodo savaiminį išsikrovimą.
3), naudojant akytą cinką kaip neigiamą elektrodą, reikia homogenizuoti gyvsidabrį.Gyvsidabris ne tik kenkia darbuotojų sveikatai, bet ir teršia aplinką, todėl jį reikia pakeisti ne gyvsidabrio korozijos inhibitoriumi.

Metalo-oro akumuliatorius yra aktyvi medžiaga, kuri kaip neigiamą elektrodą naudoja neigiamą elektrodo potencialą turinčius metalus, tokius kaip magnis, aliuminis, cinkas, gyvsidabris ir geležis, o kaip teigiamą elektrodą – deguonį arba gryną ore esantį deguonį.Šarminio elektrolito vandeninis tirpalas paprastai naudojamas kaip metalo-oro akumuliatoriaus elektrolito tirpalas.Jei kaip neigiamas elektrodas naudojamas litis, natris, kalcis ir kt., kurių elektrodo potencialas yra didesnis, nes jie gali reaguoti su vandeniu, gali būti tik nevandeninis organinis elektrolitas, pvz., fenoliui atsparus kietas elektrolitas, arba neorganinis elektrolitas, pvz., LiBF4 druskos tirpalas. būti naudojamas.

Magnio-oro baterija

Bet kuri metalo pora su neigiamu elektrodo potencialu ir oro elektrodu gali sudaryti atitinkamą metalo-oro bateriją.Magnio elektrodo potencialas yra santykinai neigiamas, o elektrocheminis ekvivalentas yra santykinai mažas.Jis gali būti naudojamas susieti su oro elektrodu, kad būtų suformuota magnio oro baterija.Magnio elektrocheminis ekvivalentas yra 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V. Magnio-oro akumuliatoriaus teorinė savitoji energija yra 3910 W · h/kg, o tai yra 3 kartus daugiau nei cinko-oro baterijos ir 5~ 7 kartus daugiau nei ličio baterijos.Neigiamas magnio-oro akumuliatoriaus polius yra magnis, teigiamas - oro deguonis, elektrolitas yra KOH tirpalas, taip pat galima naudoti neutralų elektrolito tirpalą.
Didelė akumuliatoriaus talpa, mažos sąnaudos ir didelis saugumas yra pagrindiniai magnio jonų akumuliatorių pranašumai.Magnio jonų dvivalentės charakteristikos leidžia nešti ir saugoti daugiau elektros krūvių, kurių teorinis energijos tankis yra 1,5–2 kartus didesnis už ličio bateriją.Tuo pačiu metu magnis yra lengvai išgaunamas ir plačiai paplitęs.Kinija turi absoliutų išteklių aprūpinimo pranašumą.Pagaminus magnio akumuliatorių, jo galimas sąnaudų pranašumas ir išteklių saugos požymis yra didesnis nei ličio akumuliatoriaus.Saugumo požiūriu magnio dendritas neatsiras neigiamame magnio jonų akumuliatoriaus poliuje įkrovimo ir iškrovimo ciklo metu, todėl ličio baterijoje ličio dendritas gali neprasiskverbti į diafragmą ir sukelti trumpąjį jungimą, gaisrą ir sprogimas.Dėl minėtų pranašumų magnio baterija turi puikias plėtros perspektyvas ir potencialą.

Kalbant apie naujausią magnio baterijų plėtrą, Kinijos mokslų akademijos Čingdao energetikos institutas padarė didelę pažangą magnio antrinių baterijų srityje.Šiuo metu jis įveikė technines kliūtis magnio antrinių baterijų gamybos procese ir sukūrė vieną elementą, kurio energijos tankis yra 560 Wh/kg.Pietų Korėjoje sukurta elektromobilis su pilna magnio oro baterija gali sėkmingai nuvažiuoti 800 kilometrų, o tai keturis kartus viršija vidutinį dabartinių ličio baterijų varomų transporto priemonių atstumą.Nemažai Japonijos institucijų, įskaitant „Kogawa Battery“, „Nikon“, „Nissan Automobile“, Japonijos Tohoku universitetą, Rixiang City, Miyagi prefektūrą ir kitas pramonės, universitetų ir tyrimų institucijas bei vyriausybinius departamentus aktyviai skatina didelės talpos magnio oro akumuliatoriaus tyrimus.Zhang Ye, Nankino universiteto Šiuolaikinės inžinerijos koledžo tyrimų grupė ir kiti sukūrė dvigubo sluoksnio gelio elektrolitą, kuris realizavo magnio metalo anodo apsaugą ir iškrovos produktų reguliavimą bei gavo magnio oro bateriją su dideliu energijos tankiu ( 2282 W h · kg-1, remiantis visų oro elektrodų ir magnio neigiamų elektrodų kokybe), kuris yra daug didesnis nei magnio oro akumuliatorius, naudojant anodo ir antikorozinio elektrolito legiravimo strategijas dabartinėje literatūroje.
Apskritai, magnio baterija šiuo metu vis dar yra preliminaraus tyrimo etape, o iki plataus masto reklamavimo ir taikymo dar reikia nuveikti ilgą kelią.