Metal-hava pili, negatif elektrot olarak magnezyum, alüminyum, çinko, cıva ve demir gibi negatif elektrot potansiyeline sahip metalleri ve pozitif elektrot olarak havadaki oksijen veya saf oksijeni kullanan aktif bir malzemedir.Çinko-hava pili, metal-hava pil serisinde en çok araştırılan ve yaygın olarak kullanılan pildir.Son 20 yılda, bilim adamları ikincil çinko-hava pili hakkında çok araştırma yaptılar.Japon Sanyo Corporation, büyük kapasiteli bir ikincil çinko-hava pili üretti.125V voltaj ve 560A · h kapasiteli traktör için çinko-hava aküsü, hava ve elektro-hidrolik kuvvet sirkülasyonu yöntemi kullanılarak geliştirilmiştir.Araçlarda uygulandığı ve deşarj akım yoğunluğunun 80mA/cm2'ye, maksimumun ise 130mA/cm2'ye ulaşabileceği bildirilmektedir.Fransa ve Japonya'daki bazı şirketler, çinko hava sekonder akımı üretmek için sirküle eden çinko bulamaç yöntemini kullanır ve aktif maddelerin geri kazanımı, 115W · h/kg'lık gerçek özgül enerji ile pilin dışında gerçekleştirilir.

Metal hava pilinin ana avantajları:

1) Daha yüksek özgül enerji.Hava elektrodunda kullanılan aktif madde havadaki oksijen olduğu için tükenmez özelliktedir.Teorik olarak, pozitif elektrotun kapasitesi sonsuzdur.Ek olarak, aktif malzeme pilin dışındadır, bu nedenle hava pilinin teorik özgül enerjisi genel metal oksit elektrotunkinden çok daha büyüktür.Metal hava pilinin teorik özgül enerjisi genellikle yüksek enerjili kimyasal güç kaynağına ait olan 1000W · h/kg'dan fazladır.
(2) Fiyat ucuzdur.Çinko hava pili elektrot olarak pahalı değerli metaller kullanmaz ve pil malzemeleri yaygın malzemelerdir, bu nedenle fiyatı ucuzdur.
(3) İstikrarlı performans.Özellikle çinko-hava pili, toz gözenekli çinko elektrot ve alkalin elektrolit kullanıldıktan sonra yüksek akım yoğunluğunda çalışabilir.Havayı değiştirmek için saf oksijen kullanılırsa, boşaltma performansı da büyük ölçüde iyileştirilebilir.Teorik hesaplamaya göre, akım yoğunluğu yaklaşık 20 kat arttırılabilir.

Metal hava pilinin aşağıdaki dezavantajları vardır:

1), pil kapatılamaz, bu da elektrolitin kurumasına ve yükselmesine neden olarak pilin kapasitesini ve ömrünü etkiler.Alkalin elektrolit kullanılırsa, pilin iç direncini artıran ve deşarjı etkileyen karbonasyona neden olmak da kolaydır.
2）, ıslak depolama performansı zayıftır, çünkü pildeki havanın negatif elektrota difüzyonu negatif elektrotun kendiliğinden boşalmasını hızlandıracaktır.
3), gözenekli çinkonun negatif elektrot olarak kullanılması cıva homojenizasyonu gerektirir.Cıva sadece çalışanların sağlığına zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda çevreyi de kirletir ve cıva içermeyen korozyon inhibitörleri ile değiştirilmesi gerekir.

Metal-hava pili, negatif elektrot olarak magnezyum, alüminyum, çinko, cıva ve demir gibi negatif elektrot potansiyeline sahip metalleri ve pozitif elektrot olarak havadaki oksijen veya saf oksijeni kullanan aktif bir malzemedir.Alkalin elektrolit sulu çözeltisi genellikle metal-hava pilinin elektrolit çözeltisi olarak kullanılır.Negatif elektrot olarak daha fazla negatif elektrot potansiyeline sahip lityum, sodyum, kalsiyum vb. kullanılmalı.

Magnezyum hava pili

Negatif elektrot potansiyeline ve hava elektrotuna sahip herhangi bir metal çifti, karşılık gelen metal-hava pilini oluşturabilir.Magnezyumun elektrot potansiyeli nispeten negatiftir ve elektrokimyasal eşdeğeri nispeten küçüktür.Magnezyum hava pili oluşturmak için hava elektrotu ile eşleştirmek için kullanılabilir.Magnezyumun elektrokimyasal eşdeğeri 0,454g/(A · h) Ф=- 2,69V'dir. Magnezyum-hava pilinin teorik özgül enerjisi 3910W · h/kg'dir, bu çinko-hava pilinin 3 katı ve 5~ Lityum pilin 7 katı.Magnezyum-hava pilinin negatif kutbu magnezyumdur, pozitif kutup havadaki oksijendir, elektrolit KOH çözeltisidir ve nötr elektrolit çözeltisi de kullanılabilir.
Büyük pil kapasitesi, düşük maliyet potansiyeli ve güçlü güvenlik, magnezyum iyon pillerin temel avantajlarıdır.Magnezyum iyonunun iki değerlikli özelliği, lityum pilin 1,5-2 katı teorik enerji yoğunluğu ile daha fazla elektrik yükü taşımayı ve depolamayı mümkün kılar.Aynı zamanda, magnezyumun çıkarılması kolaydır ve yaygın olarak dağıtılır.Çin'in mutlak bir kaynak bağışlama avantajı var.Magnezyum pil yaptıktan sonra potansiyel maliyet avantajı ve kaynak güvenliği özelliği lityum pilden daha yüksektir.Güvenlik açısından, şarj ve deşarj döngüsü sırasında magnezyum iyon pilin negatif kutbunda magnezyum dendrit görünmeyecek, bu da lityum pildeki diyaframı delen lityum dendrit büyümesini önleyebilir ve pilin kısa devre yapmasına neden olur, ateş ve patlama.Yukarıdaki avantajlar, magnezyum pilin büyük gelişme beklentileri ve potansiyeline sahip olmasını sağlar.

Magnezyum pillerdeki son gelişmelerle ilgili olarak, Çin Bilimler Akademisi Qingdao Enerji Enstitüsü, magnezyum ikincil pillerde iyi ilerleme kaydetti.Şu anda, magnezyum ikincil pillerin üretim sürecindeki teknik darboğazı aşmış ve 560 Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip tek bir hücre geliştirmiştir.Güney Kore'de geliştirilen tam bir magnezyum hava piline sahip bir elektrikli araç, mevcut lityum pille çalışan araçların ortalama menzilinin dört katı olan 800 kilometreyi başarıyla sürebilir.Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Japonya Tohoku Üniversitesi, Rixiang City, Miyagi Eyaleti ve diğer endüstri-üniversite-araştırma kurumları ve devlet daireleri dahil olmak üzere bir dizi Japon kurumu, magnezyum hava pilinin büyük kapasiteli araştırmasını aktif olarak teşvik ediyor.Nanjing Üniversitesi Modern Mühendislik Koleji araştırma grubu Zhang Ye ve diğerleri, magnezyum metal anodun korunmasını ve deşarj ürünlerinin düzenlenmesini gerçekleştiren ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir magnezyum hava pili elde eden çift katmanlı bir jel elektrolit tasarladılar ( 2282 W h · kg-1, tüm hava elektrotlarının ve magnezyum negatif elektrotların kalitesine göre), mevcut literatürde alaşım anot ve korozyon önleyici elektrolit stratejileri ile magnezyum hava pilinden çok daha yüksektir.
Genel olarak, magnezyum pil şu anda hala ön keşif aşamasındadır ve büyük ölçekli tanıtım ve uygulamadan önce hala gidilecek çok yol vardır.