Metalno-vazdušna baterija je aktivni materijal koji koristi metale s negativnim potencijalom elektrode, kao što su magnezij, aluminij, cink, živa i željezo, kao negativna elektroda, i kisik ili čisti kisik u zraku kao pozitivna elektroda.Cink-vazdušna baterija je najistraženija i najčešće korištena baterija u seriji metal-vazduh baterija.U proteklih 20 godina, naučnici su uradili mnoga istraživanja o sekundarnoj bateriji cink-vazduh.Japanska korporacija Sanyo proizvela je sekundarnu cink-vazduh bateriju velikog kapaciteta.Cink-vazdušna baterija za traktor napona 125V i kapaciteta 560A·h razvijena je metodom vazdušne i elektrohidraulične sile.Izvještava se da je primijenjen u vozilima, a njegova gustina struje pražnjenja može doseći 80mA/cm2, a maksimalna 130mA/cm2.Neke kompanije u Francuskoj i Japanu koriste metodu cirkulacije cink suspenzije za proizvodnju cink-vazduh sekundarne struje, a rekuperacija aktivnih supstanci se vrši izvan baterije, sa stvarnom specifičnom energijom od 115W·h/kg

Glavne prednosti metalno-vazdušne baterije:

1) Veća specifična energija.Pošto je aktivni materijal koji se koristi u vazdušnoj elektrodi kiseonik u vazduhu, on je neiscrpan.U teoriji, kapacitet pozitivne elektrode je beskonačan.Osim toga, aktivni materijal je izvan baterije, tako da je teoretska specifična energija zračne baterije mnogo veća od opće elektrode od metalnog oksida.Teoretska specifična energija metalne zračne baterije je općenito više od 1000W · h/kg, što pripada visokoenergetskom kemijskom napajanju.
(2) Cijena je jeftina.Cink-vazdušna baterija ne koristi skupe plemenite metale kao elektrode, a materijali baterija su uobičajeni materijali, tako da je cena jeftina.
(3) Stabilne performanse.Konkretno, cink-vazdušna baterija može raditi pri velikoj gustoći struje nakon upotrebe porozne cink elektrode u prahu i alkalnog elektrolita.Ako se čisti kisik koristi za zamjenu zraka, učinak pražnjenja se također može znatno poboljšati.Prema teoretskom proračunu, gustina struje može se povećati za oko 20 puta.

Metalno-vazdušna baterija ima sledeće nedostatke:

1）, baterija se ne može zatvoriti, što može lako uzrokovati sušenje i podizanje elektrolita, što utiče na kapacitet i vijek trajanja baterije.Ako se koristi alkalni elektrolit, lako je izazvati karbonizaciju, povećavajući unutrašnji otpor baterije i utječući na pražnjenje.
2）, performanse mokrog skladištenja su loše, jer će difuzija zraka u bateriji do negativne elektrode ubrzati samopražnjenje negativne elektrode.
3）, upotreba poroznog cinka kao negativne elektrode zahtijeva homogenizaciju žive.Živa ne samo da šteti zdravlju radnika, već i zagađuje životnu sredinu, pa ju je potrebno zamijeniti inhibitorom korozije bez žive.

Metalno-vazdušna baterija je aktivni materijal koji koristi metale s negativnim potencijalom elektrode, kao što su magnezij, aluminij, cink, živa i željezo, kao negativna elektroda, i kisik ili čisti kisik u zraku kao pozitivna elektroda.Vodena otopina alkalnog elektrolita općenito se koristi kao otopina elektrolita metalno-vazdušne baterije.Ako se litijum, natrijum, kalcijum, itd. sa negativnijim potencijalom elektrode koriste kao negativna elektroda, jer mogu da reaguju sa vodom, samo nevodeni organski elektrolit kao što je čvrsti elektrolit otporan na fenol ili anorganski elektrolit kao što je rastvor soli LiBF4 može biti korišteno.

Magnezijum-vazdušna baterija

Bilo koji par metala s negativnim potencijalom elektrode i zračne elektrode može formirati odgovarajuću bateriju metal-vazduh.Elektrodni potencijal magnezijuma je relativno negativan, a elektrohemijski ekvivalent je relativno mali.Može se koristiti za uparivanje sa zračnom elektrodom kako bi se formirala zračna baterija magnezijuma.Elektrohemijski ekvivalent magnezijuma je 0,454g/(A·h) F=- 2,69V。 Teoretska specifična energija baterije magnezijum-vazduh je 3910W·h/kg, što je 3 puta više od energije cink-vazdušne baterije i 5~ 7 puta više od litijumske baterije.Negativni pol baterije magnezijum-vazduh je magnezijum, pozitivni pol je kiseonik u vazduhu, elektrolit je rastvor KOH, a može se koristiti i rastvor neutralnog elektrolita.
Veliki kapacitet baterije, potencijal niske cijene i jaka sigurnost su ključne prednosti magnezijum ionskih baterija.Dvovalentna karakteristika magnezijum jona omogućava nošenje i skladištenje više električnih naboja, sa teoretskom gustinom energije od 1,5-2 puta više od litijumske baterije.Istovremeno, magnezijum se lako izdvaja i široko rasprostranjen.Kina ima apsolutnu prednost u pogledu resursa.Nakon izrade magnezijumske baterije, njena potencijalna prednost u pogledu troškova i atribut sigurnosti resursa su veći od litijumske baterije.Što se tiče sigurnosti, magnezijum dendrit se neće pojaviti na negativnom polu magnezij-jonske baterije tokom ciklusa punjenja i pražnjenja, što može izbjeći rast litijum-dendrita u litijumskoj bateriji koji probija dijafragmu i uzrokuje kratki spoj, požar i eksplozija.Gore navedene prednosti čine da magnezijumska baterija ima velike razvojne izglede i potencijal.

Što se tiče najnovijeg razvoja magnezijumskih baterija, Qingdao institut za energiju Kineske akademije nauka je napravio dobar napredak u magnezijumskim sekundarnim baterijama.Trenutno je probio tehničko usko grlo u procesu proizvodnje magnezijumskih sekundarnih baterija i razvio jednu ćeliju sa gustinom energije od 560Wh/kg.Električno vozilo sa kompletnom magnezijumskom zračnom baterijom razvijeno u Južnoj Koreji može uspješno voziti 800 kilometara, što je četiri puta veći domet od sadašnjih vozila na litijumske baterije.Brojne japanske institucije, uključujući Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Japanski univerzitet Tohoku, grad Rixiang, prefekturu Miyagi i druge industrijske-univerzitetske-istraživačke institucije i vladina odjeljenja, aktivno promiču istraživanje velikog kapaciteta magnezijum-zračnih baterija.Zhang Ye, istraživačka grupa Modern Engineering College Univerziteta Nanjing, i drugi dizajnirali su dvoslojni gel elektrolit, koji je realizovao zaštitu metalne anode magnezijuma i regulaciju produkata pražnjenja, i dobio bateriju sa magnezijumskim vazduhom visoke gustine energije ( 2282 Wh · kg-1, na osnovu kvaliteta svih vazdušnih elektroda i magnezijum negativnih elektroda), što je daleko više od magnezijum zračne baterije sa strategijama legiranja anode i antikorozivnog elektrolita u aktuelnoj literaturi.
Općenito, magnezijumska baterija je trenutno još uvijek u fazi preliminarnog istraživanja i još je dug put do velike promocije i primjene.