แบตเตอรี่โลหะอากาศเป็นวัสดุที่ใช้งานอยู่ซึ่งใช้โลหะที่มีศักยภาพของขั้วไฟฟ้าลบ เช่น แมกนีเซียม อลูมิเนียม สังกะสี ปรอท และเหล็ก เป็นขั้วไฟฟ้าลบ และออกซิเจนหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ในอากาศเป็นขั้วบวกแบตเตอรี่ซิงค์แอร์เป็นแบตเตอรี่ที่ได้รับการวิจัยมากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในซีรีส์แบตเตอรี่เมทัลแอร์ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยมากมายเกี่ยวกับแบตเตอรี่สำรองที่มีสังกะสี-อากาศSanyo Corporation of Japan ได้ผลิตแบตเตอรี่ซิงก์-แอร์สำรองที่มีความจุสูงแบตเตอรี่สังกะสี-อากาศสำหรับรถแทรกเตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้า 125V และความจุ 560A·h ได้รับการพัฒนาโดยใช้วิธีการหมุนเวียนของอากาศและแรงไฟฟ้า-ไฮดรอลิกมีรายงานว่ามีการนำไปใช้ในยานพาหนะ และความหนาแน่นกระแสไฟที่ปล่อยออกมาสามารถเข้าถึง 80mA/cm2 และสูงสุดได้ถึง 130mA/cm2บริษัทบางแห่งในฝรั่งเศสและญี่ปุ่นใช้วิธีการหมุนเวียนสารละลายสังกะสีเพื่อผลิตกระแสไฟทุติยภูมิของอากาศสังกะสี และการนำสารออกฤทธิ์กลับคืนสภาพภายนอกแบตเตอรี่ด้วยพลังงานเฉพาะที่แท้จริงคือ 115W · h/kg

ข้อได้เปรียบหลักของแบตเตอรี่โลหะอากาศ:

1) พลังงานเฉพาะที่สูงขึ้นเนื่องจากวัสดุที่ใช้งานอยู่ในอิเล็กโทรดอากาศคือออกซิเจนในอากาศ จึงไม่มีวันหมดตามทฤษฎีแล้ว ความจุของขั้วไฟฟ้าบวกนั้นไม่มีที่สิ้นสุดนอกจากนี้ วัสดุที่ใช้งานอยู่ภายนอกแบตเตอรี่ ดังนั้นพลังงานจำเพาะทางทฤษฎีของแบตเตอรี่อากาศจึงมากกว่าพลังงานของอิเล็กโทรดออกไซด์ของโลหะทั่วไปมากพลังงานเฉพาะทางทฤษฎีของแบตเตอรี่อากาศโลหะโดยทั่วไปมากกว่า 1,000W · h/kg ซึ่งเป็นของแหล่งจ่ายไฟเคมีพลังงานสูง
(2) ราคาถูกแบตเตอรี่สังกะสีแอร์ไม่ใช้โลหะมีค่าราคาแพงเป็นอิเล็กโทรด และวัสดุของแบตเตอรี่เป็นวัสดุทั่วไป ดังนั้นราคาจึงถูก
(3) ประสิทธิภาพที่มั่นคงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบตเตอรี่สังกะสีแอร์สามารถทำงานที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าสูงได้หลังจากใช้อิเล็กโทรดสังกะสีที่มีรูพรุนแบบผงและอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์หากใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์เพื่อแทนที่อากาศ ประสิทธิภาพการระบายก็จะดีขึ้นมากเช่นกันตามการคำนวณทางทฤษฎี ความหนาแน่นกระแสสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 20 เท่า

แบตเตอรี่โลหะอากาศมีข้อเสียดังต่อไปนี้:

1） ไม่สามารถปิดผนึกแบตเตอรี่ได้ ซึ่งจะทำให้อิเล็กโทรไลต์แห้งและเพิ่มขึ้นได้ง่าย ส่งผลต่อความจุและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่หากใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ จะทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่าย เพิ่มความต้านทานภายในแบตเตอรี่ และส่งผลต่อการคายประจุ
2） ประสิทธิภาพการจัดเก็บแบบเปียกไม่ดีเนื่องจากการแพร่ของอากาศในแบตเตอรี่ไปยังขั้วลบจะเร่งการปลดปล่อยตัวเองของขั้วลบ
3） การใช้สังกะสีที่มีรูพรุนเป็นขั้วลบจำเป็นต้องมีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของปรอทสารปรอทไม่เพียงแต่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของคนงานเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมด้วย และจำเป็นต้องแทนที่ด้วยสารยับยั้งการกัดกร่อนที่ไม่ใช่สารปรอท

แบตเตอรี่โลหะอากาศเป็นวัสดุที่ใช้งานอยู่ซึ่งใช้โลหะที่มีศักยภาพของขั้วไฟฟ้าลบ เช่น แมกนีเซียม อลูมิเนียม สังกะสี ปรอท และเหล็ก เป็นขั้วไฟฟ้าลบ และออกซิเจนหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ในอากาศเป็นขั้วบวกโดยทั่วไปจะใช้สารละลายน้ำอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่โลหะ-อากาศหากใช้ลิเธียม โซเดียม แคลเซียม ฯลฯ ที่มีศักย์ไฟฟ้าลบมากกว่าเป็นอิเล็กโทรดลบ เนื่องจากสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้ เฉพาะอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ที่ไม่มีน้ำ เช่น อิเล็กโทรไลต์แข็งที่ทนต่อฟีนอลหรืออิเล็กโทรไลต์อนินทรีย์ เช่น สารละลายเกลือ LiBF4 เท่านั้นที่สามารถทำได้ ใช้。

แบตเตอรี่แมกนีเซียม-อากาศ

คู่โลหะใด ๆ ที่มีศักย์ไฟฟ้าลบและอิเล็กโทรดอากาศสามารถสร้างแบตเตอรี่โลหะอากาศที่สอดคล้องกันได้ศักยภาพของอิเล็กโทรดของแมกนีเซียมค่อนข้างเป็นลบ และค่าเทียบเท่าไฟฟ้าเคมีนั้นค่อนข้างน้อยสามารถใช้จับคู่กับอิเล็กโทรดอากาศเพื่อสร้างแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมค่าเทียบเท่าไฟฟ้าเคมีของแมกนีเซียมคือ 0.454g/(A · h) Ф=- 2.69V。 พลังงานจำเพาะทางทฤษฎีของแบตเตอรี่แมกนีเซียม-แอร์คือ 3910W · h/kg ซึ่งเป็น 3 เท่าของแบตเตอรี่อากาศสังกะสีและ 5~ 7 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมขั้วลบของแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมคือแมกนีเซียม ขั้วบวกคือออกซิเจนในอากาศ อิเล็กโทรไลต์คือสารละลาย KOH และสามารถใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกลางได้เช่นกัน
ความจุแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ต้นทุนต่ำ และความปลอดภัยสูงคือข้อได้เปรียบที่สำคัญของแบตเตอรี่แมกนีเซียมไอออนลักษณะเฉพาะของแมกนีเซียมไอออนทำให้สามารถพกพาและเก็บประจุไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยมีความหนาแน่นของพลังงานตามทฤษฎี 1.5-2 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมในเวลาเดียวกัน แมกนีเซียมสามารถสกัดได้ง่ายและกระจายอยู่ทั่วไปจีนมีข้อได้เปรียบด้านการจัดสรรทรัพยากรอย่างแท้จริงหลังจากผลิตแบตเตอรี่แมกนีเซียม ความได้เปรียบด้านต้นทุนที่เป็นไปได้และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยของทรัพยากรจะสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมในแง่ของความปลอดภัย แมกนีเซียมเดนไดรต์จะไม่ปรากฏที่ขั้วลบของแบตเตอรี่แมกนีเซียมไอออนในระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ในแบตเตอรี่ลิเธียมที่เจาะไดอะแฟรมและทำให้แบตเตอรี่ลัดวงจร ไฟไหม้ และ การระเบิด.ข้อได้เปรียบข้างต้นทำให้แบตเตอรี่แมกนีเซียมมีโอกาสและศักยภาพในการพัฒนาที่ดี。

สำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่แมกนีเซียมล่าสุดนั้น สถาบันพลังงานชิงเต่าของสถาบันวิทยาศาสตร์จีนมีความก้าวหน้าที่ดีในด้านแบตเตอรี่สำรองแมกนีเซียมในปัจจุบัน ได้ฝ่าฟันคอขวดทางเทคนิคในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่สำรองแมกนีเซียม และได้พัฒนาเซลล์เดียวที่มีความหนาแน่นของพลังงานที่ 560Wh/กก.รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมสมบูรณ์ที่พัฒนาในเกาหลีใต้สามารถขับได้ 800 กิโลเมตร ซึ่งเป็นระยะเฉลี่ยของรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันถึงสี่เท่าสถาบันในญี่ปุ่นหลายแห่ง รวมถึง Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi และสถาบันวิจัยอุตสาหกรรม-มหาวิทยาลัย-และหน่วยงานรัฐบาลอื่นๆ กำลังส่งเสริมการวิจัยความจุขนาดใหญ่ของแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมZhang Ye กลุ่มวิจัยของ Modern Engineering College of Nanjing University และคนอื่นๆ ได้ออกแบบเจลอิเล็กโทรไลต์แบบสองชั้น ซึ่งตระหนักถึงการปกป้องขั้วบวกโลหะแมกนีเซียมและการควบคุมผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมา และได้รับแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ( 2282 Wh · kg-1 ขึ้นอยู่กับคุณภาพของอิเล็กโทรดอากาศและอิเล็กโทรดแมกนีเซียมลบทั้งหมด) ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่อากาศแมกนีเซียมมากด้วยกลยุทธ์การผสมขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ป้องกันการกัดกร่อนในเอกสารปัจจุบัน
โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่แมกนีเซียมยังอยู่ในขั้นตอนการสำรวจเบื้องต้นในปัจจุบัน และยังคงมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่จะมีการส่งเสริมและใช้งานในปริมาณมาก