项目简介

镁空气电池以空气中的氧气为正极活性物质，以金属镁为负极活性物质，以NaCl水溶液为电解液。氧气通过阴极侧的气体扩散层到达催化层发生电化学反应生成OH-，OH-通过电解液迁移至阳极与Mg反应生成Mg(OH)2，并放出电能。镁空气电池的原材料丰富、生产成本低、安全无污染，是一种清洁、高效的绿色能源，被广泛应用于野外供电电源、移动电源、备用电源和应急电源等。在镁空气电池中，阴极的性能直接决定了电池的输出功率，加之其结构与制备工艺相对复杂。因此，阴极的结构和制备工艺为镁空气电池的核心技术。

本项目开发了一种结构简易、制备工艺简单、性能优良的镁空气电池阴极。采用该阴极制备的镁空气电池的功率密度可达80 mW/cm2。在此基础上，本项目又开发出80W镁空气电池样机，该样机由5个单体电池串联组成，以AZ31镁合金为阳极，以10%的NaCl溶液为电解液。样机的外观尺寸为200×150×150 mm3，重量为2.7 kg，能量密度可达430 Wh/kg。目前，镁空气电池的制备工艺已经成熟，且具有核心知识产权，通过相应的合作可进入产品放大生产阶段。

 

技术优势

 

本项目产品与传统的铅酸电池、Cd-Ni电池与锂离子电池等相比，具有如下独特的优势：

1、比能量高。本项目所开发的镁空气电池的能量密度可达400 Wh/kg，为锂离子电池的2倍，铅酸电池的10倍。

2、无毒、无污染。本项目所开发的镁空气电池的阳极主要成分为Mg与Al，电解液为NaCl水溶液，阴极主要由锰氧化物与碳材料组成，生成的产物为Mg(OH)2。因此，反应物与产物均无毒、无污染，不会对人体和环境造成伤害和污染。

3、质量轻、携带方便。本项目所开发的镁空气电池的阳极为镁合金，阴极为锰氧化物和碳材料，电解液中的水可就地取材。因此电池的质量较轻，便于携带，非常适合应用为便携式电源和野外作业电源。

4、资源广泛、成本低廉。本项目所开发的镁空气电池的阳极采用镁合金，阴极为锰氧化物和碳材料。镁空气电池的主要组成材料的资源丰富、成本较低、适合大规模生产。

5、寿命长。本项目所开发的镁空气电池在运行过程中的衰减较小。当长期放置时，可将电解液与电池分离，使电池干式存放，不会产生自放电现象。

6、可再回收利用。本项目所开发的镁空气电池的反应产物为氢氧化镁，只需经过简单的沉淀过滤即可实现回收，回收后的氢氧化镁经过焙烧还原可重新制成金属镁。

 

知识产权

 

1、专利号：CN201520148253.3    一种金属空气电池阴极结构

2、专利号：CN201510125674.9    一种多孔气体扩散层及其制备方法

3、专利号：CN201520194315.4    金属空气电池组

4、专利号：CN201510152783.x    金属空气电池测试装置及测试方法

 

应用市场

1、便携式电源。可为低功率直流负载直接供电，也可为手机、数码相机、笔记本、pad等充电。

2、备用电源。可作为家庭、医院、学校、军队、通讯基站的备用电源。备用时，可在干态长时间储存，使用时，添加一定浓度的盐水即可使用。

3、应急电源。作为易发生自然灾害（如洪水、地震、泥石流等）地区的应急电源，使用时不需要外界电源接入，只需添加一定浓度的盐水即可满足基本供电需求。