ლითონ-ჰაერის ბატარეა არის აქტიური მასალა, რომელიც იყენებს ლითონებს უარყოფითი ელექტროდის პოტენციალით, როგორიცაა მაგნიუმი, ალუმინი, თუთია, ვერცხლისწყალი და რკინა, როგორც უარყოფითი ელექტროდი, და ჟანგბადი ან სუფთა ჟანგბადი ჰაერში, როგორც დადებითი ელექტროდი.თუთია-ჰაერის ბატარეა არის ყველაზე გამოკვლეული და ფართოდ გამოყენებული ბატარეა ლითონის ჰაერის ბატარეების სერიაში.ბოლო 20 წლის განმავლობაში მეცნიერებმა ბევრი კვლევა ჩაატარეს მეორადი თუთია-ჰაერის ბატარეის შესახებ.იაპონიის Sanyo Corporation-მა დაამზადა დიდი ტევადობის მეორადი თუთია-ჰაერის ბატარეა.თუთია-ჰაერის ბატარეა ტრაქტორისთვის 125 ვ ძაბვით და 560A · სთ სიმძლავრით შემუშავებულია ჰაერისა და ელექტროჰიდრავლიკური ძალის ცირკულაციის მეთოდით.ცნობილია, რომ ის გამოყენებულია მანქანებში და მისი გამონადენის დენის სიმკვრივე შეიძლება მიაღწიოს 80 mA/cm2, ხოლო მაქსიმუმს შეიძლება მიაღწიოს 130 mA/cm2.ზოგიერთი კომპანია საფრანგეთსა და იაპონიაში იყენებს თუთიის ნალექის ცირკულაციის მეთოდს თუთია-ჰაერის მეორადი დენის წარმოებისთვის, ხოლო აქტიური ნივთიერებების აღდგენა ხდება ბატარეის გარეთ, რეალური სპეციფიკური ენერგიით 115W · სთ/კგ.

ლითონის ჰაერის ბატარეის ძირითადი უპირატესობები:

1) უმაღლესი სპეციფიკური ენერგია.ვინაიდან ჰაერის ელექტროდში გამოყენებული აქტიური მასალა არის ჟანგბადი ჰაერში, ის ამოუწურავია.თეორიულად, დადებითი ელექტროდის სიმძლავრე უსასრულოა.გარდა ამისა, აქტიური მასალა არის ბატარეის გარეთ, ამიტომ ჰაერის ბატარეის თეორიული სპეციფიკური ენერგია გაცილებით დიდია, ვიდრე ზოგადად ლითონის ოქსიდის ელექტროდი.ლითონის ჰაერის ბატარეის თეორიული სპეციფიური ენერგია ზოგადად 1000W · სთ/კგ-ზე მეტია, რაც მიეკუთვნება მაღალი ენერგიის ქიმიურ ელექტრომომარაგებას.
(2) ფასი იაფია.თუთია-ჰაერის ბატარეა არ იყენებს ძვირადღირებულ ძვირფას ლითონებს ელექტროდებად, ხოლო ბატარეის მასალები ჩვეულებრივი მასალაა, ამიტომ ფასი იაფია.
(3) სტაბილური შესრულება.კერძოდ, თუთია-ჰაერის ბატარეას შეუძლია იმუშაოს მაღალი დენის სიმკვრივით ფხვნილის ფოროვანი თუთიის ელექტროდის და ტუტე ელექტროლიტის გამოყენების შემდეგ.თუ სუფთა ჟანგბადი გამოიყენება ჰაერის ჩასანაცვლებლად, გამონადენის შესრულება ასევე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს.თეორიული გაანგარიშებით, დენის სიმკვრივე შეიძლება გაიზარდოს დაახლოებით 20-ჯერ.

ლითონის ჰაერის ბატარეას აქვს შემდეგი უარყოფითი მხარეები:

1) ბატარეის დალუქვა შეუძლებელია, რაც ადვილად იწვევს ელექტროლიტის გაშრობას და აწევას, რაც გავლენას ახდენს ბატარეის სიმძლავრეზე და სიცოცხლეზე.თუ გამოიყენება ტუტე ელექტროლიტი, ასევე ადვილია კარბონაციის გამოწვევა, ბატარეის შიდა წინააღმდეგობის გაზრდისა და გამონადენის ზემოქმედება.
2）, სველი შენახვის ეფექტურობა ცუდია, რადგან ბატარეაში ჰაერის გავრცელება უარყოფით ელექტროდამდე დააჩქარებს უარყოფითი ელექტროდის თვითგამონადენს.
3）, ფოროვანი თუთიის, როგორც უარყოფითი ელექტროდის გამოყენება მოითხოვს ვერცხლისწყლის ჰომოგენიზაციას.ვერცხლისწყალი არა მხოლოდ ზიანს აყენებს მუშაკთა ჯანმრთელობას, არამედ აბინძურებს გარემოს და უნდა შეიცვალოს არა-ვერცხლისწყლის კოროზიის ინჰიბიტორით.

ლითონ-ჰაერის ბატარეა არის აქტიური მასალა, რომელიც იყენებს ლითონებს უარყოფითი ელექტროდის პოტენციალით, როგორიცაა მაგნიუმი, ალუმინი, თუთია, ვერცხლისწყალი და რკინა, როგორც უარყოფითი ელექტროდი, და ჟანგბადი ან სუფთა ჟანგბადი ჰაერში, როგორც დადებითი ელექტროდი.ტუტე ელექტროლიტის წყალხსნარი ზოგადად გამოიყენება როგორც ლითონ-ჰაერის ბატარეის ელექტროლიტური ხსნარი.თუ უარყოფით ელექტროდად გამოიყენება ლითიუმი, ნატრიუმი, კალციუმი და ა.შ. მეტი უარყოფითი ელექტროდის პოტენციალით, რადგან მათ შეუძლიათ წყალთან რეაქცია, მხოლოდ არაწყლიან ორგანულ ელექტროლიტს, როგორიცაა ფენოლ-რეზისტენტული მყარი ელექტროლიტი ან არაორგანული ელექტროლიტი, როგორიცაა LiBF4 მარილის ხსნარი, შეუძლია. იყო გამოყენებული.

მაგნიუმ-ჰაერის ბატარეა

ნებისმიერი წყვილი ლითონის უარყოფითი ელექტროდის პოტენციალისა და ჰაერის ელექტროდს შეუძლია შექმნას შესაბამისი ლითონის ჰაერის ბატარეა.მაგნიუმის ელექტროდის პოტენციალი შედარებით უარყოფითია, ხოლო ელექტროქიმიური ექვივალენტი შედარებით მცირეა.მისი გამოყენება შესაძლებელია ჰაერის ელექტროდთან დასაწყვილებლად მაგნიუმის ჰაერის ბატარეის შესაქმნელად.მაგნიუმის ელექტროქიმიური ეკვივალენტია 0,454 გ/(A · სთ) Ф=- 2,69 ვ. მაგნიუმ-ჰაერის ბატარეის თეორიული სპეციფიური ენერგია არის 3910 W · სთ/კგ, რაც 3-ჯერ მეტია თუთია-ჰაერის ბატარეისა და 5~. 7-ჯერ მეტი ლითიუმის ბატარეაზე.მაგნიუმ-ჰაერის ბატარეის უარყოფითი პოლუსი არის მაგნიუმი, დადებითი პოლუსი არის ჟანგბადი ჰაერში, ელექტროლიტი არის KOH ხსნარი, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნეიტრალური ელექტროლიტური ხსნარი.
ბატარეის დიდი ტევადობა, დაბალი ფასის პოტენციალი და ძლიერი უსაფრთხოება მაგნიუმის იონური ბატარეების მთავარი უპირატესობაა.მაგნიუმის იონის ორვალენტიანი მახასიათებელი შესაძლებელს ხდის მეტი ელექტრული მუხტის გადატანას და შენახვას, ლითიუმის ბატარეის თეორიული ენერგიის სიმკვრივით 1,5-2-ჯერ.ამავდროულად, მაგნიუმი ადვილად მოსაპოვებელი და ფართოდ გავრცელებულია.ჩინეთს აქვს რესურსების აბსოლუტური უპირატესობა.მაგნიუმის ბატარეის დამზადების შემდეგ, მისი პოტენციური ღირებულების უპირატესობა და რესურსების უსაფრთხოების ატრიბუტი უფრო მაღალია, ვიდრე ლითიუმის ბატარეა.უსაფრთხოების თვალსაზრისით, მაგნიუმის დენდრიტი არ გამოჩნდება მაგნიუმის იონური ბატარეის უარყოფით პოლუსზე დატენვისა და განმუხტვის ციკლის დროს, რაც თავიდან აიცილებს ლითიუმის დენდრიტის ზრდას ლითიუმის ბატარეაში, რომელიც ხვრევს დიაფრაგს და იწვევს ბატარეის მოკლე ჩართვას, ხანძარს და აფეთქება.ზემოაღნიშნული უპირატესობები აიძულებს მაგნიუმის ბატარეას განვითარების დიდი პერსპექტივები და პოტენციალი ჰქონდეს.

რაც შეეხება მაგნიუმის ბატარეების უახლეს განვითარებას, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის ცინგდაოს ენერგეტიკის ინსტიტუტმა კარგი პროგრესი მიაღწია მაგნიუმის მეორად ბატარეებში.ამჟამად, მან გაარღვია ტექნიკური ბარიერი მაგნიუმის მეორადი ბატარეების წარმოების პროცესში და შეიმუშავა ერთი უჯრედი 560 ვტ/სთ/კგ ენერგიის სიმკვრივით.სამხრეთ კორეაში განვითარებულ ელექტრო მანქანას სრული მაგნიუმის ჰაერის ბატარეით შეუძლია წარმატებით გაიაროს 800 კილომეტრი, რაც ოთხჯერ აღემატება ლითიუმის ბატარეებზე მომუშავე ამჟამინდელი მანქანების საშუალო დიაპაზონს.მრავალი იაპონური ინსტიტუტი, მათ შორის Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Tohoku University of Japan, Rixiang City, Miyagi Prefecture და სხვა ინდუსტრიულ-უნივერსიტეტო-კვლევითი ინსტიტუტები და სამთავრობო დეპარტამენტები აქტიურად უწყობენ ხელს მაგნიუმის ჰაერის ბატარეის დიდი ტევადობის კვლევას.ჟანგ იემ, ნანჯინგის უნივერსიტეტის თანამედროვე საინჟინრო კოლეჯის კვლევითმა ჯგუფმა და სხვებმა შეიმუშავეს ორფენიანი გელის ელექტროლიტი, რომელმაც გააცნობიერა მაგნიუმის მეტალის ანოდის დაცვა და გამონადენი პროდუქტების რეგულირება და მიიღო მაგნიუმის ჰაერის ბატარეა მაღალი ენერგიის სიმკვრივით. 2282 ვტ სთ · კგ-1, ყველა ჰაერის ელექტროდისა და მაგნიუმის უარყოფითი ელექტროდების ხარისხზე დაყრდნობით), რაც ბევრად აღემატება მაგნიუმის ჰაერის ბატარეას ანოდისა და ანტიკოროზიული ელექტროლიტის შენადნობის სტრატეგიებით მიმდინარე ლიტერატურაში.
ზოგადად, მაგნიუმის ბატარეა ჯერ კიდევ წინასწარ საძიებო სტადიაშია და ჯერ კიდევ დიდი გზაა გასავლელი ფართომასშტაბიანი პოპულარიზაციამდე და გამოყენებამდე.