文档介绍：镁空气电池材料研究进展
目录/ contents
1镁空气电池简介
2镁空气电池的研究及应用现状
3镁空气电池的发展方向
Part 1
镁空气电池简介
金属空气电池
金属空气电池是一类特殊的燃料电池,它是以金属为燃料,与
空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能。具有能量密度高、安
全、污染小等特点。主要包括锂空气电池、镁空气电池、铝空气
电池、锌空气电池等。
Theoretical cell
Selected batteries
Theoretical specific energy density (kW h kg)
Li-ion(+ 3C+ LiCoO)
Li-air(2Li+O2→L2O)
Li-sulfur(2Li+s→LiS
26(ref4)
Zn-air(2n+O2→2Zno)
Mg-air(Mg ++Ho- Mg OH)2)
The theoretical specific energy density(EM=-nFEM, where F is the Faraday constant, E is the reaction potential and M is the molar mass of
reactants) is caleulated excluding O 2 for metal-air batteries.
表一几种电池的电压和能量密度对比
Table1 Volatge and energe density comparison of selected batteries
镁空气电池工作原理
水体系
阳极:Mg-2e=Mg2
阴极:O2+2H2O+4e=4OH
总反应:2Mg+H2O+O2=2Mg(OH2
非水体系
阳极:Mg-2e=Mg2+
//Mg Anode
阴极:O2+2c=O2
Mg→Mg++2e
0.+H0+4e→40H
或O2+4e=2O2
总反应:Mg+O2=MgO
图一镁空气电池的典型结构和工作原理
或2Mg+O2=2MgO
Fig 1 Typical structure and working principle of Mg-air battery
镁空气电池的优点
◆储量丰富、价格便宜
◆清洁、安全
◆压降小、放电电压稳定
◆理论电压和能量密度高
Part 2
镁空气电池研究及应用现状
、镁阳极
⊙镁合金化
将镁与其它金属如Al,Mn,Zn等形成合金,减少镁阳
极的腐蚀,提升电池的性能
⊙提升镁自身的性能
①纯度
高纯度镁(%)作为阳极可以比某
些合金的腐蚀率更低
②形态
增大比表面积,加速反应
微/纳米结构
加速Mg(OH2沉淀
表二镁阳极的分类
Table2 Types of Mg anode for Mg-air batteries
Main constituents Morphology Properties
Simple Mg Commercial Mg
igh corrosion rate, large negative
difference effect
Nano mesoscale Mg
Nanospheres
Better corrosion resistance and higl
urrent density as well as higher rate
ancrod
discharge ability than commercial Mg
Urchin-like
Mg-alloy
AZ31,AZ61,AZ91°
etter corrosion resistance. better
rength and tarnish resistance and
igher working voltage than com
AM50, AM60, MA8M06
oltage than commercial Mg
Mg-Li alloys
letter corrosion resistance, higher
二、电解液
令镁空气电池的高极化和低库伦效率不仅与电极有关也与电解液密
切相关,因此选择一种合适的电解液也是至关重要的。
◆关于电解液的研究主要有以下几个方面:电解质溶液的PH,溶液
中阴离子的种类,溶液浓度等。