Bateri logam-udara ialah bahan aktif yang menggunakan logam dengan potensi elektrod negatif, seperti magnesium, aluminium, zink, merkuri dan besi, sebagai elektrod negatif, dan oksigen atau oksigen tulen di udara sebagai elektrod positif.Bateri zink-udara ialah bateri yang paling banyak dikaji dan digunakan secara meluas dalam siri bateri logam-udara.Dalam 20 tahun yang lalu, saintis telah melakukan banyak penyelidikan mengenai bateri zink-udara sekunder.Sanyo Corporation of Japan telah menghasilkan bateri zink udara sekunder berkapasiti besar.Bateri zink-udara untuk traktor dengan voltan 125V dan kapasiti 560A · h telah dibangunkan dengan menggunakan kaedah peredaran daya udara dan elektro-hidraulik.Ia dilaporkan bahawa ia telah digunakan dalam kenderaan, dan ketumpatan arus nyahcasnya boleh mencapai 80mA/cm2, dan maksimum boleh mencapai 130mA/cm2.Sesetengah syarikat di Perancis dan Jepun menggunakan kaedah pengedaran buburan zink untuk menghasilkan arus sekunder zink-udara, dan pemulihan bahan aktif dilakukan di luar bateri, dengan tenaga spesifik sebenar 115W · h/kg

Kelebihan utama bateri logam-udara:

1) Tenaga spesifik yang lebih tinggi.Oleh kerana bahan aktif yang digunakan dalam elektrod udara adalah oksigen di udara, ia tidak habis-habis.Secara teori, kapasiti elektrod positif adalah tidak terhingga.Di samping itu, bahan aktif berada di luar bateri, jadi tenaga khusus teoritis bateri udara adalah lebih besar daripada elektrod oksida logam am.Tenaga khusus teori bagi bateri udara logam biasanya lebih daripada 1000W · h/kg, yang tergolong dalam bekalan kuasa kimia bertenaga tinggi.
(2) Harganya murah.Bateri zink-udara tidak menggunakan logam berharga mahal sebagai elektrod, dan bahan bateri adalah bahan biasa, jadi harganya murah.
(3) Prestasi stabil.Khususnya, bateri zink-udara boleh berfungsi pada ketumpatan arus yang tinggi selepas menggunakan elektrod zink berliang serbuk dan elektrolit alkali.Jika oksigen tulen digunakan untuk menggantikan udara, prestasi nyahcas juga boleh dipertingkatkan.Mengikut pengiraan teori, ketumpatan arus boleh ditingkatkan kira-kira 20 kali ganda.

Bateri logam-udara mempunyai kelemahan berikut:

1）, bateri tidak boleh dimeteraikan, yang mudah menyebabkan pengeringan dan kenaikan elektrolit, menjejaskan kapasiti dan hayat bateri.Jika elektrolit alkali digunakan, ia juga mudah menyebabkan pengkarbonan, meningkatkan rintangan dalaman bateri, dan menjejaskan pelepasan.
2）, prestasi penyimpanan basah adalah lemah, kerana penyebaran udara dalam bateri ke elektrod negatif akan mempercepatkan pelepasan sendiri elektrod negatif.
3）, penggunaan zink berliang sebagai elektrod negatif memerlukan homogenisasi merkuri.Merkuri bukan sahaja membahayakan kesihatan pekerja tetapi juga mencemarkan alam sekitar, dan perlu diganti dengan perencat kakisan bukan merkuri.

Bateri logam-udara ialah bahan aktif yang menggunakan logam dengan potensi elektrod negatif, seperti magnesium, aluminium, zink, merkuri dan besi, sebagai elektrod negatif, dan oksigen atau oksigen tulen di udara sebagai elektrod positif.Larutan berair elektrolit alkali biasanya digunakan sebagai larutan elektrolit bateri logam-udara.Jika litium, natrium, kalsium, dsb. dengan potensi elektrod yang lebih negatif digunakan sebagai elektrod negatif, kerana ia boleh bertindak balas dengan air, hanya elektrolit organik bukan akueus seperti elektrolit pepejal yang tahan fenol atau elektrolit bukan organik seperti larutan garam LiBF4 boleh digunakan.

Bateri magnesium-udara

Mana-mana pasangan logam dengan potensi elektrod negatif dan elektrod udara boleh membentuk bateri logam-udara yang sepadan.Potensi elektrod magnesium adalah agak negatif dan setara elektrokimia agak kecil.Ia boleh digunakan untuk berpasangan dengan elektrod udara untuk membentuk bateri udara magnesium.Setara elektrokimia magnesium ialah 0.454g/(A · h) Ф=- 2.69V。 Tenaga khusus teori bagi bateri magnesium-udara ialah 3910W · h/kg, iaitu 3 kali ganda bateri zink-udara dan 5~ 7 kali ganda daripada bateri litium.Kutub negatif bateri magnesium-udara ialah magnesium, kutub positif ialah oksigen di udara, elektrolit ialah larutan KOH, dan larutan elektrolit neutral juga boleh digunakan.
Kapasiti bateri yang besar, potensi kos rendah dan keselamatan yang kukuh adalah kelebihan utama bateri ion magnesium.Ciri divalen ion magnesium memungkinkan untuk membawa dan menyimpan lebih banyak cas elektrik, dengan ketumpatan tenaga teori 1.5-2 kali bateri litium.Pada masa yang sama, magnesium mudah diekstrak dan diedarkan secara meluas.China mempunyai kelebihan endowmen sumber mutlak.Selepas membuat bateri magnesium, kelebihan kos potensi dan sifat keselamatan sumbernya adalah lebih tinggi daripada bateri litium.Dari segi keselamatan, magnesium dendrit tidak akan muncul pada kutub negatif bateri ion magnesium semasa kitaran pengecasan dan nyahcas, yang boleh mengelakkan pertumbuhan litium dendrit dalam bateri litium menembusi diafragma dan menyebabkan bateri litar pintas, kebakaran dan letupan.Kelebihan di atas menjadikan bateri magnesium mempunyai prospek dan potensi pembangunan yang hebat。

Berkenaan dengan perkembangan terkini bateri magnesium, Institut Tenaga Qingdao Akademi Sains China telah mencapai kemajuan yang baik dalam bateri sekunder magnesium.Pada masa ini, ia telah menembusi kesesakan teknikal dalam proses pembuatan bateri sekunder magnesium, dan telah membangunkan satu sel dengan ketumpatan tenaga 560Wh/kg.Kenderaan elektrik dengan bateri udara magnesium lengkap yang dibangunkan di Korea Selatan boleh berjaya memandu sejauh 800 kilometer, iaitu empat kali ganda julat purata kenderaan berkuasa bateri litium semasa.Sebilangan institusi Jepun, termasuk Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture, dan institusi penyelidikan universiti-industri dan jabatan kerajaan yang lain sedang giat mempromosikan penyelidikan bateri udara magnesium berkapasiti besar.Zhang Ye, kumpulan penyelidik Kolej Kejuruteraan Moden Universiti Nanjing, dan lain-lain mereka bentuk elektrolit gel dua lapisan, yang menyedari perlindungan anod logam magnesium dan peraturan produk pelepasan, dan memperoleh bateri udara magnesium dengan ketumpatan tenaga tinggi ( 2282 W h · kg-1, berdasarkan kualiti semua elektrod udara dan elektrod negatif magnesium), yang jauh lebih tinggi daripada bateri udara magnesium dengan strategi mengaloi anod dan elektrolit anti-karat dalam kesusasteraan semasa.
Secara amnya, bateri magnesium masih dalam peringkat penerokaan awal pada masa ini, dan masih banyak lagi perjalanan sebelum promosi dan penggunaan berskala besar.