1A

 

A bateria metal-ar é um material ativo que utiliza metais com potencial de eletrodo negativo, como magnésio, alumínio, zinco, mercúrio e ferro, como eletrodo negativo, e oxigênio ou oxigênio puro do ar como eletrodo positivo.A bateria de zinco-ar é a bateria mais pesquisada e amplamente utilizada na série de baterias de metal-ar.Nos últimos 20 anos, os cientistas fizeram muitas pesquisas sobre a bateria secundária de zinco-ar.A Sanyo Corporation do Japão produziu uma bateria secundária de zinco-ar de grande capacidade.A bateria de zinco-ar para trator com tensão de 125V e capacidade de 560A·h foi desenvolvida utilizando o método de circulação de ar e força eletro-hidráulica.É relatado que tem sido aplicado em veículos, e sua densidade de corrente de descarga pode chegar a 80mA/cm2, e o máximo pode chegar a 130mA/cm2.Algumas empresas na França e no Japão usam o método de circulação de pasta de zinco para produzir corrente secundária de zinco-ar, e a recuperação de substâncias ativas é realizada fora da bateria, com a energia específica real de 115W · h/kg

Principais vantagens da bateria de metal-ar:

1) Maior energia específica.Como o material ativo usado no eletrodo de ar é o oxigênio do ar, ele é inesgotável.Em teoria, a capacidade do eletrodo positivo é infinita.Além disso, o material ativo está fora da bateria, então a energia específica teórica da bateria de ar é muito maior do que a do eletrodo geral de óxido de metal.A energia específica teórica da bateria de ar de metal é geralmente superior a 1000W · h/kg, que pertence à fonte de alimentação química de alta energia.
(2) O preço é barato.A bateria de zinco-ar não usa metais preciosos caros como eletrodos, e os materiais da bateria são materiais comuns, então o preço é barato.
(3) Desempenho estável.Em particular, a bateria de zinco-ar pode funcionar em alta densidade de corrente após o uso de eletrodo de zinco poroso em pó e eletrólito alcalino.Se o oxigênio puro for usado para substituir o ar, o desempenho da descarga também pode ser bastante melhorado.De acordo com o cálculo teórico, a densidade de corrente pode ser aumentada em cerca de 20 vezes.

A bateria de metal-ar tem as seguintes desvantagens:

1), a bateria não pode ser selada, o que pode facilmente causar a secagem e elevação do eletrólito, afetando a capacidade e a vida útil da bateria.Se for usado eletrólito alcalino, também é fácil causar carbonatação, aumentando a resistência interna da bateria e afetando a descarga.
2), o desempenho do armazenamento úmido é ruim, porque a difusão do ar na bateria para o eletrodo negativo acelerará a autodescarga do eletrodo negativo.
3), o uso de zinco poroso como eletrodo negativo requer homogeneização de mercúrio.O mercúrio não apenas prejudica a saúde dos trabalhadores, mas também polui o meio ambiente e precisa ser substituído por um inibidor de corrosão sem mercúrio.

A bateria metal-ar é um material ativo que utiliza metais com potencial de eletrodo negativo, como magnésio, alumínio, zinco, mercúrio e ferro, como eletrodo negativo, e oxigênio ou oxigênio puro do ar como eletrodo positivo.A solução aquosa de eletrólito alcalino é geralmente usada como solução eletrolítica de bateria de metal-ar.Se lítio, sódio, cálcio, etc. com potencial de eletrodo mais negativo forem usados ​​como eletrodo negativo, porque eles podem reagir com água, apenas eletrólito orgânico não aquoso, como eletrólito sólido resistente a fenol ou eletrólito inorgânico, como solução de sal LiBF4 pode ser usado.

1B

Bateria de magnésio-ar

Qualquer par de metal com potencial de eletrodo negativo e eletrodo de ar pode formar uma bateria de metal-ar correspondente.O potencial de eletrodo do magnésio é relativamente negativo e o equivalente eletroquímico é relativamente pequeno.Pode ser usado para emparelhar com o eletrodo de ar para formar uma bateria de ar de magnésio.O equivalente eletroquímico de magnésio é 0,454g/(A · h) Ф=- 2,69V。 A energia específica teórica da bateria de magnésio-ar é 3910W · h/kg, que é 3 vezes a da bateria de zinco-ar e 5~ 7 vezes o da bateria de lítio.O pólo negativo da bateria de magnésio-ar é o magnésio, o pólo positivo é o oxigênio no ar, o eletrólito é a solução de KOH e a solução de eletrólito neutro também pode ser usada.
Grande capacidade da bateria, baixo potencial de custo e forte segurança são as principais vantagens das baterias de íon de magnésio.A característica bivalente do íon de magnésio permite transportar e armazenar mais cargas elétricas, com uma densidade de energia teórica de 1,5 a 2 vezes a bateria de lítio.Ao mesmo tempo, o magnésio é fácil de extrair e amplamente distribuído.A China tem uma vantagem absoluta de dotação de recursos.Depois de fabricar a bateria de magnésio, sua vantagem potencial de custo e atributo de segurança de recursos é maior do que a bateria de lítio.Em termos de segurança, o dendrito de magnésio não aparecerá no pólo negativo da bateria de íons de magnésio durante o ciclo de carga e descarga, o que pode evitar o crescimento do dendrito de lítio na bateria de lítio perfurando o diafragma e causando curto-circuito, incêndio e explosão.As vantagens acima fazem com que a bateria de magnésio tenha grandes perspectivas e potencial de desenvolvimento。

No que diz respeito ao mais recente desenvolvimento de baterias de magnésio, o Instituto de Energia de Qingdao da Academia Chinesa de Ciências fez um bom progresso em baterias secundárias de magnésio.Atualmente, superou o gargalo técnico no processo de fabricação de baterias secundárias de magnésio e desenvolveu uma única célula com uma densidade de energia de 560Wh/kg.Um veículo elétrico com uma bateria de ar de magnésio completa desenvolvida na Coréia do Sul pode dirigir com sucesso 800 quilômetros, o que é quatro vezes a autonomia média dos atuais veículos movidos a bateria de lítio.Várias instituições japonesas, incluindo Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture e outras instituições de pesquisa da indústria e universidades e departamentos governamentais estão promovendo ativamente a pesquisa de grande capacidade da bateria de ar de magnésio.Zhang Ye, o grupo de pesquisa da Faculdade de Engenharia Moderna da Universidade de Nanjing, e outros projetaram um eletrólito de gel de camada dupla, que realizou a proteção do ânodo metálico de magnésio e a regulação de produtos de descarga, e obteve uma bateria de ar de magnésio com alta densidade de energia ( 2282 W h · kg-1, com base na qualidade de todos os eletrodos de ar e eletrodos negativos de magnésio), que é muito superior à bateria de ar de magnésio com as estratégias de ânodo de liga e eletrólito anticorrosivo na literatura atual.
Em geral, a bateria de magnésio ainda está em estágio preliminar de exploração no momento, e ainda há um longo caminho a percorrer antes da promoção e aplicação em larga escala.


Horário da postagem: 17 de fevereiro de 2023
Você está procurando mais informações sobre os produtos profissionais e soluções de energia da DET Power?Temos uma equipe especializada pronta para te ajudar sempre.Por favor, preencha o formulário e nosso representante de vendas entrará em contato com você em breve.