Магнезиум Батерија | Хемиска Конструкција на Магнезиум Батерија
Магнезиум се користи како аноден материјал во основни батерија поради неговиот висок стандарден потенцијал. Тоа е лесен метал. Се достапува лесно и е недорог. Магнезиум/манган диоксид (Mg/MnO2) батеријата има двојна годишна употреба, односно капацитет на цинк/манган диоксид (Zn/MnO2) батеријата истогашног големина. Таа исто така може да задржи својата капацитет, токму во складирање, дури и при високи температури. Магнезиум батерија е многу оддржлива и складлива бидејќи веднаш има заштитен покрив кој се формира природно на површината на магнезиумскиот анод.
Магнезиумската батерија губи својата складливост кога е делично разрачена, и затоа не е многу прифатлива за употреба во долготрајни интермитентни апликации. Ова е главниот причин за тоа што магнезиум батерија губи популарност, а литиумските батерији заемаат неговиот пазар.
Хемија на магнезиумската батерија
Во основната магнезиумска батерија, се користи спој на магнезиум како анод; манган диоксид се користи како катоден материјал. Но манган диоксидот не може да пружи потребна проводливост на катодот, затоа се меша акетилен црн со манган диоксид за да се постигне потребна проводливост. Магнезиум перхлорат се користи како електролит. Бариум и литиум хромат се додаваат на електролитот за спречување на корозија. Магнезиум хидроксид исто така се додава на овој мешавина како баферни агент за подобрување на складливоста.
Оксидацијата реакција која се случува во анодот е,
Редукционата реакција која се случува во катодот е,
Общата реакција,
Отворената циркуит напон, оваа цел дава околу 2 волти, но теоретската вредност на потенцијалот на целта е 2.8 волти.
Шансата за корозија на магнезиум е многу малку дури и при екстремни услови. Равен магнезиум реагира со влага и формира танки филм на Mg(OH)2 на неговата површина.
Овој танки филм на магнезиум пероксид служи како заштитен слој над магнезиумот. Помимо тоа, хромат третман на магнезиум значително го подобрува овој заштитен слој. Но кога овој заштитен филм на магнезиум пероксид е прободен или отстранет поради разрачување на батеријата, се случува корозија со формирање на водороден гас.
Ова е основната хемија на магнезиумската батерија.
Конструкција на магнезиумска батерија
По конструкција, цилиндричната магнезиумска батерија е слична на цилиндрична цинк-карбон батерија. Тука се користи спој на магнезиум како главен контейнер на батеријата. Овој спој е формиран од магнезиум и мала количина алуминиум и цинк. Тука, манган диоксид се користи како катоден материјал. Бидејќи манган диоксидот има слаба проводливост, акетилен црн се меша со овој за да ја подобри неговата проводливост. Ова исто така помага да се задржи вода внатре во катодот. Во оваа катодна мешавина се додава бариум хромат како инхибитор, и исто така се додава магнезиум хидроксид како pH бафер. Магнезиум перхлорат со литиум хромат мешан со вода се користи како електролит. Карбон се вметнува во катодната мешавина како собирач на струја. Крафт папири, опсврцани со електролитска раствор, се поставуваат меѓу катодните и анодните материјали како сепаратори. Специјално внимание треба да се даде при дизајнирањето на системот за запушување во магнезиумската батерија. Запушувањето на батеријата не треба да биде толку порозно што влагата внатре во батеријата ќе се испари во време на складирање, и не треба да биде толку непорозно што водородниот гас формиран во време на разрачување нема да може да избегне од батеријата. Значи, запушувањето на батеријата треба да задржи влагата внатре, и истовремено, да му дозволи доволен излез на водородниот гас формиран во време на разрачување. Ова може да се направи со обезбедување на мали отвор на врвот на пластичното запушување исопнато под ретензионото прстенче. Кога премногу гас излегува низ отворот, ова ретензионото прстенче се деформира поради притис и резултира со избегнување на гасот.
а
Магнезиумскиот анод формира надворешниот покрив на батеријата, но друга конструкција на магнезиумска батерија исто така е достапна каде што карбон формира надворешниот контейнер на батеријата. Тука типичен облик на контейнер е формиран од многу проводлив карбон. Овој контейнер е формиран во цилиндричен чаша облик, и една цев облик е проектирана од неговиот центар како што е прикажано на сликата. Анодот на батеријата е формиран од цилиндар или бурет на магнезиум. Пречникот на цилиндричкиот анод е околу половина од карбонската чаша. Катодната мешавина се поставува внатре во овој цилиндрички анод и е одделена од внатрешната површина на цилиндарот со папирен сепаратор. Просторот меѓу внатрешната површина на карбонската чаша и надворешната површина на анодниот цилиндар исто така е пополнет со катодна мешавина, и тука исто така надворешната површина на анодниот цилиндар е одделена од катодната мешавина со папирен сепаратор. Катодната мешавина се произведува со мешање на манган диоксид, карбон црн, и мала количина водни магнезиум бромид или перхлорат како електролит. Позитивниот терминал е поврзан со крајот на карбонската чаша. Негативниот терминал е поврзан со крајот на анодниот бурет. Целата система е енкапсулирана во плесната железна жакета.
Преимаги на магнезиумската батерија
Има многу добра самохрана; може да се складира за долг период, дури и при високи температури. Овие батерија можат да се складираат до 5 години при температура 20oC.
Има двојна капацитет споредено со еквивалентна големина Лекланш батерија.
Повисок батерија напон споредено со цинк-карбон батерија.
Цената е исто така умерена.
Недостатоци на магнезиумската батерија
Закашнена акција.(напонска забрзување)
Еволуција на водород во време на разрачување.
Топлина генерирана во време на употреба.
Слаба складливост после делично разрачување.
Батериите вече не се производат комерцијално.
