鎂電池

　　鎂儲備型電池的結(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)。負極是長條鎂箔，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層材料卷起來裝入容器中，待臨用時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，正負極之間用吸水紙隔開，并用鉚釘使相鄰電池的異極性電極串聯(lián)起來，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，正負極之間的隔離紙上涂有凝膠材料

　　鎂儲備型電池以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，在儲存期中其電荷量下降率每年僅3%左右，因此其儲存壽命可長達 5年。但電池不宜長時間間歇地使用，使用開始時有電壓滯后現(xiàn)象，使用完畢時電池體積會膨脹。

　　鎂儲備型電池的儲存壽命可達10年以上；能在任何場合在臨時使用時加清水或海水使之活化，活化后半小時內(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。鎂電池主要供軍事通信和氣象測候儀、海難救生設(shè)備和高空雷達儀等使用。

　　鎂與鋰相比有多種優(yōu)點，比如鋰的熔點約為180攝氏度，而鎂的熔點高達約650攝氏度，因而更為安全，鎂的蘊藏量也比鋰豐富得多。不過，開發(fā)鎂電池也面臨一些技術(shù)困難，例如此前一直沒找到合適的正極材料，同時也缺乏能幫助穩(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溶劑作為電解液，制作出的鎂蓄電池充電量達到了鋰電池的1.3倍，其放電的電壓也比鋰電池高了2伏特，并且實現(xiàn)了穩(wěn)定的充放電，材料費用卻只有鋰電池的10%。電池容量有限，已經(jīng)成為智能手機、可穿戴設(shè)備發(fā)展道路上的嚴重瓶頸，鎂電池正是科學(xué)研究的前沿方向之一。