鎂電池

　　鎂儲(chǔ)備型電池的結(jié)構(gòu)根據(jù)所需電壓及電流的大小有所不同。以Mg/AgCl電池為例：低壓、大電流的電池采用卷筒式結(jié)構(gòu)。負(fù)極是長(zhǎng)條鎂箔，正極用同樣大小的銀箔，在其兩面用電解法形成兩層氯化銀，焊上正負(fù)極引電體后，用稍大的吸水紙夾在兩極中間，再蓋上一層吸水紙，將這4層材料卷起來(lái)裝入容器中，待臨用時(shí)用清水或海水使之活化。高電壓、小電流的電池采用平片層疊式結(jié)構(gòu)。銀電極單面涂氯化銀，正負(fù)極之間用吸水紙隔開(kāi)，并用鉚釘使相鄰電池的異極性電極串聯(lián)起來(lái)，疊合成電池組。電池組的電壓取決于串聯(lián)只數(shù)。采用其他正極材料的鎂儲(chǔ)備電池的結(jié)構(gòu)原理與 Mg/AgCl電池的基本相同。

　　鎂二氧化錳干電池的結(jié)構(gòu)與紙板式鋅錳電池有相似之處，正極二氧化錳炭包的組分和配比也基本相同，負(fù)極是一鎂筒。電解液一般采用加有 Li2 CrO4 緩蝕劑的Mg(ClO4)2或MgBr2溶液，正負(fù)極之間的隔離紙上涂有凝膠材料

　　鎂儲(chǔ)備型電池以Mg/AgCl和Mg/Cu2Cl2電池為例，其電化學(xué)反應(yīng)式分別為：

　　Mg+2AgCl→2Ag+MgCl2

　　Mg+Cu2Cl2+6H2O→2Cu+MgCl2·6H2O

　　鎂二氧化錳干電池的電化學(xué)反應(yīng)式為：

　　Mg+2MnO2+H2O→Mg(OH)2+Mn2O3

　　鎂錳干電池的開(kāi)路電壓為1.60～1.80V，工作電壓為1.3～1.4V，其電荷量比同體積鋅錳干電池大一倍左右。它有良好的溫度適應(yīng)性，能在-20～60℃條件下使用，在儲(chǔ)存期中其電荷量下降率每年僅3%左右，因此其儲(chǔ)存壽命可長(zhǎng)達(dá) 5年。但電池不宜長(zhǎng)時(shí)間間歇地使用，使用開(kāi)始時(shí)有電壓滯后現(xiàn)象，使用完畢時(shí)電池體積會(huì)膨脹。

　　鎂儲(chǔ)備型電池的儲(chǔ)存壽命可達(dá)10年以上；能在任何場(chǎng)合在臨時(shí)使用時(shí)加清水或海水使之活化，活化后半小時(shí)內(nèi)即可使用；工作電壓十分平穩(wěn)；使用壽命一般為0.5～24小時(shí)。鎂電池主要供軍事通信和氣象測(cè)候儀、海難救生設(shè)備和高空雷達(dá)儀等使用。

　　鎂與鋰相比有多種優(yōu)點(diǎn)，比如鋰的熔點(diǎn)約為180攝氏度，而鎂的熔點(diǎn)高達(dá)約650攝氏度，因而更為安全，鎂的蘊(yùn)藏量也比鋰豐富得多。不過(guò)，開(kāi)發(fā)鎂電池也面臨一些技術(shù)困難，例如此前一直沒(méi)找到合適的正極材料，同時(shí)也缺乏能幫助穩(wěn)定充電和放電。

　　2014年7月13日，日本京都大學(xué)教授內(nèi)本喜晴領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用鎂開(kāi)發(fā)出一種蓄電池，與鋰電池相比，其充電量和放電電壓更高，而成本則低得多。 新型蓄電池使用一種鐵硅化合物作為電池正極，以一種含乙醚的有機(jī)溶劑作為電解液，制作出的鎂蓄電池充電量達(dá)到了鋰電池的1.3倍，其放電的電壓也比鋰電池高了2伏特，并且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的充放電，材料費(fèi)用卻只有鋰電池的10%。電池容量有限，已經(jīng)成為智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備發(fā)展道路上的嚴(yán)重瓶頸，鎂電池正是科學(xué)研究的前沿方向之一。