镁空气电池研究进展 PPT课件

镁空气电池研究进展xx年xx月xx日CATALOGUE目录•镁空气电池概述•镁空气电池材料研究•镁空气电池制造工艺研究•镁空气电池性能测试与评估•镁空气电池发展现状与展望01镁空气电池概述镁空气电池是一种金属-空气电池，以镁为负极，以空气中的氧气为正极活性物质，使用非水电解质。

工作原理：在正极上，氧气发生还原反应，在负极上，镁发生氧化反应，产生电能。

镁空气电池定义与工作原理优点镁资源丰富，可重复使用；比能量密度高，可进行快速充电。

缺点镁腐蚀问题严重；与现有电池体系不兼容。

镁空气电池的优缺点镁空气电池的应用领域•应用领域：移动电源、车用动力电源、航空航天等领域。

02镁空气电池材料研究镁合金负极材料研究研究发现了以Mg-Al、Mg-Mn、Mg-Zn等二元合金为负极材料的性能优化。

通过调整合金成分和优化结构设计，可进一步提高镁合金负极的电化学性能。

镁合金作为负极材料具有高能量密度、低成本、可循环利用等优点。

空气电极材料研究空气电极又称空气正极，是镁空气电池的重要组成部分。

空气电极需要具有良好的透气性、高电导率、耐腐蚀性和稳定性。

研究表明，采用多孔碳材料、金属氧化物和复合材料等可以制备出高性能的空气电极。

电解质材料研究电解质是镁空气电池中传输离子的媒介，需要具有高离子导电性、稳定性好等特点。

目前研究较多的电解质有Mg(AlCl ₂BuEt ₂)、Mg(AlCl ₃BuEt ₂)等。

研究发现，通过调整电解质成分和结构，可以显著提高镁空气电池的电化学性能。

集流体材料研究集流体在镁空气电池中起到收集电流、传输电子的作用。

研究发现，采用低成本、高导电性的金属材料如Cu、Al等作为集流体时，其性能表现良好。

通过优化集流体的结构和设计，可以进一步提高镁空气电池的电化学性能。

03镁空气电池制造工艺研究镁合金材料选择选择合金元素含量较低、电化学性能较好的镁合金作为负极材料。

制备工艺优化采用熔融共晶法、挤压铸造法等工艺，制备具有优良电化学性能的镁合金负极。

镁电池的研究进展3尧玉芬1,陈昌国1,刘渝萍1,王　荣2(1　重庆大学化学化工学院,重庆400044;2　重庆神鸟科技有限公司,重庆400040)摘要 镁电池具有高功率、高能量密度、低成本、无毒害等特点。

介绍了镁电池的类型和工作原理,综述了镁合金负极、镁电池正极、电解液等方面的研究进展,指出镁负极中添加稀土及G a 等合金元素可改善电池性能,正极材料采用有机化合物可使电池放电平稳、电解液以Mg (ClO 4)2最有前途,讨论了镁电池的发展方向。

关键词 镁电池　镁负极　正极　电解液中图分类号:TM911 文献标识码:AResearch Progress of Magnesium BatteryYAO Yufen 1,C H EN Changguo 1,L IU Yuping 1,WAN G Rong 2(1　College of Chemistry and Chemical Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400044;2　Chongqing Shenniao Science &Technology Company Ltd.,Chongqing 400040)Abstract Magnesium battery has been attaching importance ,due to its high power and energy density ,low 2cost.The kinds and reactions of magnesium battery are summarized.The development of Mg anode ,cathode ,and electrolyte in magnesium battery is reviewed respectively.It is concluded that alloying element Ga and rare earth can improve performance of magnesium battery ,organic materials as cathode can make dicharge curve stable ,and Mg (ClO 4)2is perfected electrolyte.The prospect of magnesium battery is also disscused.K ey w ords magnesium battery ,magnesium anode ,cathode ,electrolytic solution　3重庆市科技攻关计划项目(CSTC2008AC4088)资助　尧玉芬:女,1979年生,硕士,研究方向为材料电化学　陈昌国:教授,博士生导师,主要研究方向:能源化学　Tel :023*********　E 2mail :cgchen @ 镁是轻金属,密度为1.74g/cm 3,熔点为714℃,沸点为1412℃,硬度为2.0。

《镁空气电池用Mg-4Sn-xIn合金的组织特性与放电行为研究》篇一一、引言随着能源科技的不断进步，人们对绿色、高效的能源储存设备的需求日益增加。

镁空气电池，因其具有高能量密度、环保和安全性等特点，近年来受到广泛关注。

在众多研究材料中，镁合金以其优异的化学性质和物理性能成为了电池材料研究的热点。

本篇论文旨在探讨镁空气电池用Mg-4Sn-xIn合金的组织特性与放电行为。

二、材料与方法2.1 合金制备本研究所用合金为Mg-4Sn-xIn系列合金，其中x为In的含量变化参数，通过熔炼法制备合金。

2.2 显微组织观察利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对合金的显微组织进行观察，分析合金的相结构及形貌。

2.3 放电行为研究将制备的合金应用于镁空气电池中，通过恒流放电测试，研究合金的放电性能及放电行为。

三、结果与讨论3.1 合金的组织特性通过OM和SEM观察发现，Mg-4Sn-xIn合金主要由α-Mg基体、MgSn共晶相及In在α-Mg基体中的固溶体组成。

随着In含量的增加，α-Mg基体中的In固溶体增多，共晶相的形态和分布也发生变化。

3.2 放电行为研究3.2.1 放电性能随着In含量的增加，Mg-4Sn-xIn合金的放电性能呈现先增加后降低的趋势。

适量的In添加能够提高合金的放电容量和放电效率，但过多则会导致性能下降。

这可能与In在合金中的固溶度及对合金相结构的影响有关。

3.2.2 放电行为分析在放电过程中，合金的电极反应主要涉及镁的氧化和水的还原反应。

适量的In添加能够促进镁的氧化反应，提高反应速率和反应效率。

同时，In的加入也影响了合金的相结构，从而影响了放电行为。

此外，In的加入还可能改善了合金的耐腐蚀性，从而提高了电池的放电性能。

四、结论本研究通过系统研究Mg-4Sn-xIn合金的组织特性和放电行为，得出以下结论：（1）Mg-4Sn-xIn合金主要由α-Mg基体、MgSn共晶相及In 在α-Mg基体中的固溶体组成，随着In含量的增加，合金的组织结构发生变化。

镁空气电池阳极材料研究进展马晓录;高顺;周颖【摘要】High specific energy,low cost and non-pollution were the advantages of magnesium-air battery.As the anode material of magnesium air battery,the electro-performance of battery was directly influenced by magnesium electrode.The recent research on magnesium electrode was reviewed,including electrode additive,processing method,heat treatment and electrolytic additive.%镁空气电池具有比能量高、原材料来源丰富及无污染等优点,镁电极作为镁空气电池的阳极,其性能的好坏将直接影响电池的放电性能.综述了镁电极在合金化、加工状态、热处理方法及电解液添加剂等方面国内外的研究进展.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】3页(P331-333)【关键词】镁电极;加工状态;热处理;添加剂【作者】马晓录;高顺;周颖【作者单位】河南工业大学机电工程学院,河南郑州450007;河南工业大学机电工程学院,河南郑州450007;河南工业大学机电工程学院,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TM911.4镁是一种轻金属，导热导电性好，化学性质活泼，标准电极电位－2.37 V(vs.SHE)，可以形成较大的开路电压和工作电压，理论比容量为2 205 mAh/g[1]，理论能量密度仅次于轻金属锂和铝，镁及镁的化合物低毒或无毒，污染小，对环境友好，是理想的电极材料[2]。

镁空气电池具有比能量高，可使用温度范围宽(－20～80℃)[3]，原材料来源丰富及成本低等特点，在移动电子设备电源、海洋水下仪器电源、自主式潜航器电源和备用电源等领域应用前景广阔[4]。

镁空气电池的工作原理
镁空气电池的作业原理为经过空气中的氧气和金属镁发作化学反应发作电能。

该电池选用镁做负极；以空气中的氧做为正极，运用古河电池单独开发的氧复原催化剂替代遍及运用的铂或稀土资料，降低了本钱并提高了氧复原功率。

新电池选用凸版印刷出产的纸质容器作为外壳，分量约为1.6公斤，灌水后为3.6公斤。

一次灌水最大发电量300瓦时，可继续供电5天，能为智能手机充电30次。

因为该电池只要不注入水，就不会自我放电，因而可长时间保存，十分合适做为防灾用品备用。

一、项目提出背景、意义和必要性1、项目背景军用电池是武器装备和电子信息装备的重要组成部分，它为武器装备和电子信息装备提供能量保障，既是基础又是核心，其性能好坏、质量优劣在很大程度上决定了武器装备和信息装备的性能水平与作战能力。

当前我国装备军队的发电系统基本为柴油发电机组，移动用电源多为汽油发电机组和各种电池。

这些电源虽然技术成熟、能满足功率要求，但在使用中有诸多的局限性，难以适应瞬息万变的高技术条件下的现代战争。

⑴内燃机发电系统内燃机发电系统主要应用于固定电站和车载电源等地方。

采用这种系统能满足功率要求，但效率低(20％～30％)，机组重量较大(从数百千克到数吨)、体积偏大(车载时占用了整车30％以上的空间)、机动性极差，而且噪声大、红外辐射强，容易成为敌方侦察系统锁定的攻击目标，与现代战争要求的可靠性与隐蔽性以及确保通信指挥的畅通有极大差距。

⑵一次性电池长期以来，一次性军用电池是多种通信系统和武器系统的主要电源，主要为锌锰、锌汞、镁锰、锌银，以及锂一次性电池。

目前装备部队的技术上成熟的一次性电池主要是锌锰电池、碱性锌锰电池和镁锰电池。

锌锰电池容量小、性能差，但价格便宜，部队用得最早用量也很大；碱性锌锰电池容量大、重负荷性能好、贮存性能优异，但因成本高而装备不多；镁锰电池有很好的贮存性能、容量高，特别适合在高温高湿环境下使用。

以镁为负极的叠层镁锰干电池组在美国陆军已得到应用，我国也已将该种电池列入了军用镁电池标准(GJB885—90、GJB319A-97)，但因电压滞后等问题尚未解决，制约了它的应用，镁干电池目前主要供军事通信和气象测候仪、海难救生设备和高空雷达仪等使用。

⑶二次性电池即充电电池(又称蓄电池)二次性电池主要用于车船、卫星、载人飞船、航空、通信及小型电子设备。

二次性电池主要有铅酸电池和镍镉电池，也有二次锂系列电池。

其特点是能反复充放电、电动势高、结构简单、使用温度范围大、累计容量大。

《应用电化学》课程论文题目镁离子电池的研究进展学院：化学与生物工程学院班级：研究生14级学号：*********姓名：许****任课教师：******2015年1月11日摘要高能量密度、大容量、高工作电压、低成本、环境友好的二次电池是未来储能电池技术的发展方向。

高比能的镁离子电池（MIBs）是以镁或镁合金为负极的二次电池，是一种重要的有望用于电动汽车的新型绿色储能电池。

镁离子电池发展缓慢的主要问题是镁离子在正极材料中扩散速度慢。

寻找高电压（大于3V）、高比能量、高可逆性的正极材料和与其匹配的电解液是实现镁离子电池第三次突破的关键。

关键词：二次电池，镁离子电池，正极材料目录摘要 (I)目录 (II)一绪论 (1)1.1 镁离子电池概述 (1)1.2 镁离子电池的特点 (3)1.3 镁离子电池的工作原理 (4)1.4 镁离子电池的研究现状 (5)二镁离子电池的构成 (7)2.1 负极材料 (7)2.2 电解液材料 (8)2.3 正极材料 (9)三镁离子电池存在的问题 (11)四结论与展望 (12)参考文献 (13)一绪论能源是经济技术发展的基础，更是人类社会发展的命脉。

近年来大量的中小型电器普及应用，以及汽车等大型耗能设备的推广和使用，使得世界能源出现前所未有的严峻形势。

化学电源作为人类的重要能源形式，得到了飞速的发展。

长期以来，实用性的可充电池体系主要包括：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。

这些体系都在人们生产、生活中发挥着巨大的作用。

但是随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，对能源的使用和回收进行了严格的限制。

铅酸电池和镍镉电池的能量密度低，且对环境污染严重，必将逐步退出历史的舞台。

镍氢电池和锂离子电池具有较高的能量密度以及对环境友好等优越性能，是目前研究开发的热点。

但是，目前镍氢和锂离子大型动力电池还处于研发阶段，电池材料昂贵及操作的不安全性极大限制了这种电池的发展。

镁离子电池在价格和安全上具有显著的优势，是一种极具发展性的绿色环保电池，有望成为新一代高容量、大输出功率的动力电池体系，使价格低廉使用安全的大型动力电池真正走入人们的生活。