Применение магния в качестве батарейного анода

24.01.2017

В задачу данной книги не входит рассмотрение применения магния в качестве неконструкционного материала, поэтому здесь кратко перечисляются преимущества магниевых батарейных анодов.
Как известно, магний по сравнению с цинком имеет два преимущества: повышенное напряжение и повышенную удельную емкость (а*ч/кг массы анодов). Ниже рассматриваются два типа батарей: активированные морской водой резервные батареи Mg—Ag—AgCl и «сухие» батареи.
Резервные батареи с активацией морской водой.
Батареи представляют собой набор пластин из листов AZM (AZ61), Ag и AgCl, находящихся в контакте друг с другом. Пластина AgCl одного комплекта отделена от магниевой пластины следующего комплекта узкой щелью, через которую может циркулировать морская вода. Такая конструкция обеспечивает быстрое поднятие высокого напряжения для приведения в действие торпед, спасательных средств и других устройств. Батареи малы по массе и удовлетворительно работают в широком диапазоне температур. На электродах происходят следующие реакции:
анод Mg ⇔ Mg2+ + 2е-;
катод 2е- + 2AgCl ⇔ 2Ag + 2С1-.

Сплав AZM применяют в закаленном состоянии. Пo-видимому, серьезную работу по подбору магниевых сплавов, которые бы сочетали высокое напряжение с другими желательными характеристиками, до сих пор еще не проводили. Поэтому не исключена возможность дальнейшего улучшения характеристик за счет применения новых составов сплавов.
Сухие батареи

Американская фирма Dow длительное время занималась исследованием магниевых сухих элементов типа Лекланше. Лучшие результаты были достигнуты при следующих сочетаниях: аноды из сплава AZ21 высокой чистоты; электролит из MgBr2 (190—250 г/л), ингибированный Li2CrO4, катоды из MnG2 и ацетиленовой сажи с добавкой 3% BaCrO4. Батареи имеют высокое напряжение, пологую разрядную характеристику и превосходят по сроку хранения обычные цинковые элементы Единственным их недостатком является задержка времени нарастания напряжения (около 2 сек), которая возникает при замыкании цепи, — явление, связанное с применением хроматных ингибиторов для продления срока хранения. Этот недостаток частично устраняется добавлением в анод небольших количеств кальция. Стоимость магниевых сухих элементов не превышает стоимость цинковых элементов. Слабое распространение этих элементов объясняется, по-видимому, чисто коммерческими соображениями. а не их техническими характеристиками или экономикой.
Лозье опубликовал интересные данные по применению перхлоратных электролитов в сухих элементах. При этом быт получен более высокий выход тока на аноде с повышением емкости сухих элементов до 20% на средних и больших токах разряда.