中国粉体网讯  镁是一种对环境友好的金属，用镁作电池的电极，可以有效降低电池对环境的污染。镁空气电池的构造与普通的电池大体上没有太大的不同，它由阴阳两极、电解液和隔膜组成。其中，阳极部分是由镁材料组成的。而阴极则是空气，也就是说，镁空气电池是一种金属-空气电池。

镁空气电池的工作原理是通过镁和氧气的反应过程，将化学能转化为电能。具体来说，在阴极一侧，空气和水蒸气通过导电隔板进入电池中，当氧气减少时，通过活性物质的催化作用产生负离子和电子，这些电子从电解质中流动到阳极，镁离子则从阳极向电解液中流动，与氧气相遇，从而形成氧化物和镁离子的结合物质，释放大量热量，在此过程中，电能得到了产生。

镁在中性电解液或弱碱性电解液中有电活性，故可以采用中性盐或弱碱性盐作为电解液，提高镁空气电池的化学活性，制造出高性能的镁空气电池。通常采用浓度3.5%的NaCl水溶液作为电解液。

在20世纪60年代，美国GE公司就对中性盐镁燃料电池进行了研究。随后美国海军海底战事中心与麻省理工大学以及BAE Systems公司共同研制成功了用于自主式潜航器的镁-过氧化氢燃料电池系统。该电池采用海水作电解质，镁合金作阳极材料，液态过氧化氢作阴极氧化剂。该电池提供了一个成本较低并且更为安全的高能动力，是低速率、长寿命的自主式潜航器的理想驱动电源。

镁-空气电池优势

我国镁资源充足，是世界上镁资源最为丰富的国家之一，镁资源矿石类型全，分布广。同时我国是世界上最大的原镁生产国，占全球总产量的80%以上。这意味着未来镁电池一旦实现产业化应用，我国在新能源领域所需锂资源对海外依存度将大幅下降，同时电池制造成本将显著降低。

世界菱镁矿已探明储量（亿吨） 数据来源：观研报告

一般电池的能量是储藏在它的两个电极材料内的，而镁-空气电池则不同，只有阳极即金属电极储存能量，空气电极是转变能量的工具。与其它原电池系统比较，它具有一个长寿命的多孔阴极，其活性物质来自周围的空气。因此，镁-空气电池既是储能工具，又是一种燃烧电池。既可作为原电池用，又可以作为可充的电池用，只要不断提供燃料金属，就能连续地输出电能。

中性盐电解质镁-空气燃料电池放电反应

镁燃料电池有望打开低空飞行方面的应用空间

根据中日合作MIJBC在2023年披露的镁燃料电池投资项目，六个最小模块容量为250Wh，最高输出功率为250W、尺寸20cm×14cm×10厘米的镁燃料电池单元组容量达409.2kWh、容量电池33kg，对比同容量锂电池重量超200kg。镁燃料电池可通过更换镁燃料卡套实现反复多次使用。根据MIJBC的披露，镁-空气电池在无人机、飞行汽车上的飞行时间为3小时，高于锂电池的23分钟，主要形态为手动式、薄膜型、片状、圆盘型四种，均在美国和中国取得专利。

镁燃料电池应用于电动车电堆相比锂电池具有质量轻、安全、可大量保存、换电速度快的优点，同样满足低空航空器的电源需求，随着相关技术的成熟有望打开低空飞行方面的应用空间。

参考来源:

耿健媛.镁电池的研究进展

矢部孝.镁燃料体及镁空气电池

华宝证券

(中国粉体网编辑整理/月明)

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