סוללת מתכת-אוויר היא חומר פעיל המשתמש במתכות בעלות פוטנציאל אלקטרודה שלילי, כגון מגנזיום, אלומיניום, אבץ, כספית וברזל, בתור האלקטרודה השלילית, וחמצן או חמצן טהור באוויר בתור האלקטרודה החיובית.סוללת אבץ-אוויר היא הסוללה הנחקרת והנפוצה ביותר בסדרת סוללות מתכת-אוויר.ב-20 השנים האחרונות, מדענים ערכו מחקר רב על סוללת אבץ-אוויר משנית.Sanyo Corporation מיפן ייצרה סוללת אבץ-אוויר משנית בקיבולת גדולה.סוללת אבץ-אוויר לטרקטור במתח של 125V וקיבולת 560A · h פותחה בשיטת זרימת אוויר ואלקטרו-הידראולית.מדווח כי הוא יושם בכלי רכב, וצפיפות זרם הפריקה שלו יכולה להגיע ל-80mA/cm2, והמקסימום יכול להגיע ל-130mA/cm2.חברות מסוימות בצרפת וביפן משתמשות בשיטה של ​​מחזור אבץ להפקת זרם משני של אבץ-אוויר, ושחזור החומרים הפעילים מתבצע מחוץ לסוללה, עם האנרגיה הספציפית בפועל של 115W · h/kg

היתרונות העיקריים של סוללת אוויר מתכת:

1) אנרגיה ספציפית גבוהה יותר.מכיוון שהחומר הפעיל המשמש באלקטרודת האוויר הוא חמצן באוויר, הוא בלתי נדלה.בתיאוריה, הקיבולת של האלקטרודה החיובית היא אינסופית.בנוסף, החומר הפעיל נמצא מחוץ לסוללה, כך שהאנרגיה הספציפית התיאורטית של סוללת האוויר גדולה בהרבה מזו של אלקטרודת תחמוצת המתכת הכללית.האנרגיה הספציפית התיאורטית של סוללת האוויר המתכתית היא בדרך כלל יותר מ-1000W · h/kg, השייכת לאספקת הכוח הכימית עתירת האנרגיה.
(2) המחיר זול.סוללת האבץ-אוויר אינה משתמשת במתכות יקרות יקרות כאלקטרודות, וחומרי הסוללה הם חומרים נפוצים, כך שהמחיר זול.
(3) ביצועים יציבים.בפרט, סוללת האבץ-אוויר יכולה לעבוד בצפיפות זרם גבוהה לאחר שימוש באלקטרודת אבץ נקבובית אבקה ואלקטרוליט אלקליין.אם משתמשים בחמצן טהור להחלפת אוויר, ניתן לשפר מאוד את ביצועי הפריקה.על פי חישוב תיאורטי, ניתן להגדיל את צפיפות הזרם בכפי 20.

לסוללת אוויר מתכת יש את החסרונות הבאים:

1）, לא ניתן לאטום את הסוללה, דבר שקל לגרום לייבוש ולעלייה של האלקטרוליט, מה שמשפיע על הקיבולת וחיי הסוללה.אם נעשה שימוש באלקטרוליט אלקליין, קל גם לגרום לפחמימה, הגדלת ההתנגדות הפנימית של הסוללה ומשפיעה על הפריקה.
2）, ביצועי האחסון הרטובים גרועים, מכיוון שפיזור האוויר בסוללה אל האלקטרודה השלילית יאיץ את הפריקה העצמית של האלקטרודה השלילית.
3）, השימוש באבץ נקבובי כאלקטרודה השלילית דורש הומוגיזציה כספית.כספית לא רק פוגעת בבריאות העובדים אלא גם מזהמת את הסביבה, ויש להחליפה במעכב קורוזיה שאינו כספית.

סוללת מתכת-אוויר היא חומר פעיל המשתמש במתכות בעלות פוטנציאל אלקטרודה שלילי, כגון מגנזיום, אלומיניום, אבץ, כספית וברזל, בתור האלקטרודה השלילית, וחמצן או חמצן טהור באוויר בתור האלקטרודה החיובית.תמיסת אלקטרוליט אלקטרוליטית מימית משמשת בדרך כלל כפתרון האלקטרוליט של סוללת מתכת-אוויר.אם ליתיום, נתרן, סידן וכו' בעלי פוטנציאל אלקטרודה שלילי יותר משמשים כאלקטרודה השלילית, מכיוון שהם יכולים להגיב עם מים, רק אלקטרוליט אורגני לא מימי כגון אלקטרוליט מוצק עמיד בפני פנול או אלקטרוליט אנאורגני כגון תמיסת מלח LiBF4 יכול לשמש.

סוללת מגנזיום-אוויר

כל זוג מתכת עם פוטנציאל אלקטרודה שלילי ואלקטרודת אוויר יכולים ליצור סוללת מתכת-אוויר מתאימה.פוטנציאל האלקטרודה של מגנזיום שלילי יחסית והמקבילה האלקטרוכימית קטנה יחסית.ניתן להשתמש בו להתאמה עם אלקטרודת האוויר ליצירת סוללת אוויר מגנזיום.המקבילה האלקטרוכימית של מגנזיום היא 0.454g/(A · h) Ф=- 2.69V。 האנרגיה הספציפית התיאורטית של סוללת מגנזיום-אוויר היא 3910W · h/kg, שהם פי 3 מזו של סוללת אוויר אבץ ו-5~ פי 7 מזו של סוללת ליתיום.הקוטב השלילי של סוללת המגנזיום-אוויר הוא מגנזיום, הקוטב החיובי הוא חמצן באוויר, האלקטרוליט הוא תמיסת KOH, וניתן להשתמש גם בתמיסת האלקטרוליט הנייטרלית.
קיבולת סוללה גדולה, פוטנציאל בעלויות נמוכות ובטיחות חזקה הם היתרונות המרכזיים של סוללות מגנזיום יון.המאפיין הדו ערכי של יון מגנזיום מאפשר לשאת ולאחסן יותר מטענים חשמליים, עם צפיפות אנרגיה תיאורטית של פי 1.5-2 מסוללת ליתיום.יחד עם זאת, מגנזיום קל למיצוי ומופץ באופן נרחב.לסין יש יתרון מוחלט בהענקת משאבים.לאחר ייצור סוללת מגנזיום, יתרון העלות הפוטנציאלי שלה ותכונת בטיחות המשאבים גבוהים יותר מסוללת הליתיום.מבחינת בטיחות, מגנזיום דנדריט לא יופיע בקוטב השלילי של סוללת יון המגנזיום במהלך מחזור הטעינה והפריקה, מה שיכול למנוע את צמיחת הליתיום דנדריט בסוללת הליתיום חודרת את הסרעפת וגורמת לקצר, שריפה ו הִתְפּוֹצְצוּת.היתרונות שלעיל הופכים את סוללת המגנזיום לבעלת סיכויי פיתוח ופוטנציאל גדולים.

לגבי הפיתוח האחרון של סוללות מגנזיום, מכון צ'ינגדאו לאנרגיה של האקדמיה הסינית למדעים התקדם היטב בסוללות משניות מגנזיום.נכון לעכשיו, היא פרצה את צוואר הבקבוק הטכני בתהליך הייצור של סוללות מגנזיום משניות, ופיתחה תא בודד עם צפיפות אנרגיה של 560Wh/kg.רכב חשמלי עם סוללת אוויר של מגנזיום שפותחה בדרום קוריאה יכול לנסוע בהצלחה 800 קילומטרים, שהם פי ארבעה מהטווח הממוצע של רכבים המונעים על ידי סוללות ליתיום.מספר מוסדות יפניים, כולל Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture, ומוסדות מחקר אחרים בתעשייה-אוניברסיטאות ומחלקות ממשלתיות מקדמים באופן פעיל את המחקר בעל הקיבולת הגדולה של סוללת אוויר מגנזיום.ג'אנג יה, קבוצת המחקר של המכללה המודרנית להנדסה מאוניברסיטת נאנג'ינג ואחרים תכננו אלקטרוליט ג'ל דו-שכבתי, שהבין את ההגנה על אנודת מתכת מגנזיום וויסות מוצרי פריקה, והשיג סוללת אוויר מגנזיום עם צפיפות אנרגיה גבוהה ( 2282 W h · kg-1, מבוסס על איכות כל אלקטרודות האוויר והאלקטרודות השליליות של מגנזיום), שהוא גבוה בהרבה מסוללת האוויר המגנזיום עם האסטרטגיות של סגסוגת אנודה ואלקטרוליט נגד קורוזיה בספרות הנוכחית.
באופן כללי, סוללת המגנזיום עדיין נמצאת בשלב חיפושים ראשוניים כיום, ויש עוד דרך ארוכה לפני קידום ויישום בקנה מידה גדול.