镁空气电池的工作原理_镁空气电池的使用寿命

镁空气电池使用寿命

镁锰干电池的开路电压为1.60～1.80V，工作电压为1.3～1.4V，其电荷量比同体积锌锰干电池大一倍左右。它有良好的温度适应性，能在-20～60℃条件下使用，在储存期中其电荷量下降率每年仅3%左右，因此其储存寿命可长达5年。但电池不宜长时间间歇地使用，使用开始时有电压滞后现象，使用完毕时电池体积会膨胀。

镁储备型电池的储存寿命可达10年以上；能在任何场合在临时使用时加清水或海水使之活化，活化后半小时内即可使用;工作电压十分平稳；使用寿命一般为0.5～24小时。镁电池主要供特种通信和气象测候仪、海难救生设备和高空特种仪等使用。

镁与锂相比有多种优点，比如锂的熔点约为180摄氏度，而镁的熔点高达约650摄氏度，因而更为安全，镁的蕴藏量也比锂丰富得多。不过，开发镁电池也面临一些技术困难，例如此前一直没找到合适的正极材料，同时也缺乏能帮助稳定充电和放电。

镁空气电池的工作原理为通过空气中的氧气和金属镁发生化学反应产生电能。该电池采用镁做负极；以空气中的氧做为正极，使用古河电池独自开发的氧还原催化剂代替普遍使用的铂或稀土材料，降低了成本并提高了氧还原效率。新电池采用凸版印刷生产的纸质容器作为外壳，重量约为1.6公斤，注水后为3.6公斤。一次注水最大发电量300瓦时，可持续供电5天，能为智能手机充电30次。由于该电池只要不注入水，就不会自我放电，因此可长期保存，非常适合做为防灾用品备用。

2013-05-06日国内重大新闻--2013年的一大关键词就是高科技，全球资本市场也不断掀起科技股的炒作潮，高科技也在四川地震灾区展现重要作用。据相关媒体报道，中科院大连化学物理研究所研制的“镁空气储备电池”，一亮相四川灾区便引来广泛关注。

国外：

据报道，韩国研发的一辆搭载完整镁空气电池的电动汽车能成功行驶800公里，是当前锂电池动力汽车平均续航里程的4倍

日本多家机构包括古河电池、尼康、日产汽车、日本东北大学、宫城县日向市等产学研机构和政府部门正积极推进镁空气电池的大容量化研究。

日本Aguapower公司已经成功开发制造和商业化镁空气电池，现已注册专利16个。

国内：

宁波材料所动力锂电池工程实验室成功研制出1000Wh镁空气电池样机。

该电池由5个单体电池串联而成，以AZ31镁合金为阳极，以10%的NaCl溶液为电解液，以上述空气扩散电极和锰氧化物催化剂为阴极。该镁空气电池的外观尺寸为200&TImes;150&TImes;150mm3，重量为2.3kg，能量密度可达430Wh/kg，最大输出功率可达80W。

镁空气储备电池一亮相四川地震灾区便引发军民的普遍青睐，而韩国科技研究院将其应用于电动汽车，更是加深了市场对镁电池的产业憧憬。

镁电池提供了保证现代生活安全的承诺，它与传统的锂离子电池不同，它们不易燃，也不容易爆炸，但是它们储存能量的能力有限。

发表于8月24日《自然通讯》杂志上的文章带来了电池阴极的新设计，极大地提高了存储容量，并颠覆了传统观点。

中科院研究人员姚炎在报告中指出，他们将纳米结构的阴极和对镁电解质的新认识结合在一起，这项工作早在2014年已经开始进行，历时数年，涉及3所大学和3个国家实验室的科学家，总算初见成效。

研究人员表示，众所周知，镁离子很难插入到宿主中，首先，要打破镁氯键是很困难的。更重要的是，镁离子以这种方式产生，在宿主体内移动非常缓慢，这完全降低了电池的效率。

这种新型电池通过将一氯化镁注入到一个宿主体内，例如，用钛二硫化合物来储存能量。通过保留镁氯键，阴极的扩散速度比传统的镁元素快得多。研究人员报告说，新电池的存储容量为400mAh/g，相比之下，早期镁电池的存储容量只有100mAh/g，商业锂离子电池的阴极容量约为200mAh/g。

新电池的电压保持在1伏特左右。相比之下，锂电池的电压为3~4伏。高电压，加上高能量密度，使锂离子电池成为标准。但是锂的价格昂贵，而且它的内部结构也会发生破坏，这是一种被称为树突生长的状况，会导致电池着火。作为一种地球资源丰富的资源，镁更便宜，也不会形成树突。然而，到目前为止，由于需要一个更好的阴极电流以及更有效的电解质，在阴极和阳极之间的离子电荷流动的介质，而抑制了镁电池的作用。在此次研究中，研究人员打破了这一格局，实现了镁电池的飞跃性发展。