باتری فلز-هوا یک ماده فعال است که از فلزات با پتانسیل الکترود منفی مانند منیزیم، آلومینیوم، روی، جیوه و آهن به عنوان الکترود منفی و از اکسیژن یا اکسیژن خالص در هوا به عنوان الکترود مثبت استفاده می کند.باتری زینک-هوا بیشترین تحقیق و استفاده از باتری در سری باتری های فلزی هوا است.در 20 سال گذشته، دانشمندان تحقیقات زیادی در مورد باتری ثانویه روی-هوا انجام داده اند.شرکت سانیو ژاپن یک باتری ثانویه هوای روی با ظرفیت بالا تولید کرده است.باتری زینک هوا برای تراکتور با ولتاژ 125 ولت و ظرفیت 560A · ساعت با استفاده از روش گردش هوا و نیروی الکتروهیدرولیک ساخته شده است.گزارش شده است که در وسایل نقلیه استفاده شده است و چگالی جریان تخلیه آن می تواند به 80mA/cm2 برسد و حداکثر می تواند به 130mA/cm2 برسد.برخی از شرکت ها در فرانسه و ژاپن از روش گردش دوغاب روی برای تولید جریان ثانویه روی-هوا استفاده می کنند و بازیابی مواد فعال در خارج از باتری با انرژی ویژه واقعی 115 وات ساعت بر کیلوگرم انجام می شود.

مزایای اصلی باتری فلزی هوا:

1) انرژی ویژه بالاتر.از آنجایی که ماده فعال مورد استفاده در الکترود هوا، اکسیژن موجود در هوا است، پایان ناپذیر است.در تئوری، ظرفیت الکترود مثبت بی نهایت است.علاوه بر این، ماده فعال خارج از باتری است، بنابراین انرژی ویژه نظری باتری هوا بسیار بزرگتر از الکترود اکسید فلز عمومی است.انرژی ویژه نظری باتری هوای فلزی به طور کلی بیش از 1000W · ساعت / کیلوگرم است که متعلق به منبع تغذیه شیمیایی پر انرژی است.
(2) قیمت ارزان است.باتری روی-هوا از فلزات گران قیمت به عنوان الکترود استفاده نمی کند و مواد باتری مواد معمولی هستند، بنابراین قیمت آن ارزان است.
(3) عملکرد پایدار.به طور خاص، باتری روی-هوا پس از استفاده از الکترود روی متخلخل پودری و الکترولیت قلیایی می تواند با چگالی جریان بالا کار کند.اگر از اکسیژن خالص برای جایگزینی هوا استفاده شود، عملکرد تخلیه نیز می تواند تا حد زیادی بهبود یابد.بر اساس محاسبات نظری، چگالی جریان را می توان حدود 20 برابر افزایش داد.

باتری فلزی دارای معایب زیر است:

1) باتری را نمی توان آب بندی کرد، که به راحتی باعث خشک شدن و بالا آمدن الکترولیت می شود و بر ظرفیت و عمر باتری تأثیر می گذارد.اگر از الکترولیت قلیایی استفاده شود، ایجاد کربناته، افزایش مقاومت داخلی باتری و تأثیر بر دشارژ نیز آسان است.
2）، عملکرد ذخیره سازی مرطوب ضعیف است، زیرا انتشار هوا در باتری به الکترود منفی، تخلیه خود الکترود منفی را تسریع می کند.
3) استفاده از روی متخلخل به عنوان الکترود منفی نیاز به همگن سازی جیوه دارد.جیوه نه تنها به سلامت کارگران آسیب می رساند بلکه محیط زیست را نیز آلوده می کند و باید با بازدارنده های خوردگی غیر جیوه جایگزین شود.

باتری فلز-هوا یک ماده فعال است که از فلزات با پتانسیل الکترود منفی مانند منیزیم، آلومینیوم، روی، جیوه و آهن به عنوان الکترود منفی و از اکسیژن یا اکسیژن خالص در هوا به عنوان الکترود مثبت استفاده می کند.محلول آبی الکترولیت قلیایی به طور کلی به عنوان محلول الکترولیت باتری فلز-هوا استفاده می شود.اگر از لیتیوم، سدیم، کلسیم و غیره با پتانسیل الکترود منفی بیشتر به عنوان الکترود منفی استفاده شود، زیرا می توانند با آب واکنش دهند، فقط الکترولیت آلی غیرآبی مانند الکترولیت جامد مقاوم به فنل یا الکترولیت معدنی مانند محلول نمک LiBF4 می تواند. استفاده شود.

باتری منیزیم هوا

هر جفت فلز با پتانسیل الکترود منفی و الکترود هوا می تواند باتری فلزی هوای مربوطه را تشکیل دهد.پتانسیل الکترود منیزیم نسبتاً منفی و معادل الکتروشیمیایی نسبتاً کوچک است.می توان از آن برای جفت شدن با الکترود هوا برای تشکیل باتری هوای منیزیم استفاده کرد.معادل الکتروشیمیایی منیزیم 0.454g/(A · h) Ф=- 2.69V است. انرژی ویژه نظری باتری منیزیم-هوا 3910W · h/kg است که 3 برابر باتری روی-هوا و 5~ است. 7 برابر باتری لیتیومیقطب منفی باتری منیزیم هوا منیزیم، قطب مثبت اکسیژن هوا، الکترولیت محلول KOH و محلول الکترولیت خنثی نیز قابل استفاده است.
ظرفیت باتری بزرگ، پتانسیل کم هزینه و ایمنی قوی از مزایای کلیدی باتری های یون منیزیم است.ویژگی دو ظرفیتی یون منیزیم، حمل و ذخیره بارهای الکتریکی بیشتری را با چگالی انرژی 1.5-2 برابر باتری لیتیومی امکان پذیر می کند.در عین حال، منیزیم به راحتی استخراج می شود و به طور گسترده ای توزیع می شود.چین از مزیت وقف منابع مطلق برخوردار است.پس از ساخت باتری منیزیمی، مزیت هزینه بالقوه و ویژگی ایمنی منابع آن بیشتر از باتری لیتیومی است.از نظر ایمنی، دندریت منیزیم در قطب منفی باتری یون منیزیم در طول چرخه شارژ و دشارژ ظاهر نمی شود، که می تواند از رشد دندریت لیتیومی در باتری لیتیومی که دیافراگم را سوراخ کرده و باعث اتصال کوتاه باتری، آتش سوزی و انفجارمزایای فوق باعث می شود باتری منیزیمی دارای چشم انداز توسعه و پتانسیل بسیار خوبی باشد.

با توجه به آخرین پیشرفت باتری های منیزیمی، موسسه انرژی چینگدائو آکادمی علوم چین پیشرفت خوبی در باتری های ثانویه منیزیم داشته است.در حال حاضر، این شرکت از گلوگاه فنی در فرآیند تولید باتری‌های ثانویه منیزیم عبور کرده و یک سلول واحد با چگالی انرژی 560 وات ساعت بر کیلوگرم توسعه داده است.یک وسیله نقلیه الکتریکی با باتری هوای کامل منیزیمی که در کره جنوبی ساخته شده است می تواند 800 کیلومتر را با موفقیت طی کند که چهار برابر میانگین برد خودروهای باتری لیتیومی فعلی است.تعدادی از موسسات ژاپنی، از جمله باتری کوگاوا، نیکون، خودروی نیسان، دانشگاه توهوکو ژاپن، شهر ریکسیانگ، استان میاگی، و سایر موسسات تحقیقاتی صنعتی-دانشگاهی و ادارات دولتی به طور فعال تحقیقات ظرفیت بالای باتری هوای منیزیمی را ترویج می‌کنند.Zhang Ye، گروه تحقیقاتی کالج مهندسی مدرن دانشگاه نانجینگ و دیگران یک الکترولیت ژل دو لایه طراحی کردند که محافظت از آند فلزی منیزیم و تنظیم محصولات تخلیه را متوجه شد و یک باتری هوای منیزیمی با چگالی انرژی بالا به دست آورد. 2282 Wh · kg-1، بر اساس کیفیت تمام الکترودهای هوا و الکترودهای منفی منیزیم)، که به مراتب بالاتر از باتری هوای منیزیمی با استراتژی های آند آلیاژی و الکترولیت ضد خوردگی در ادبیات فعلی است.
به طور کلی، باتری منیزیمی در حال حاضر هنوز در مرحله اکتشاف اولیه است و هنوز راه زیادی تا تبلیغ و کاربرد در مقیاس بزرگ باقی مانده است.