Батерија метал-ваздух је активни материјал који користи метале са негативним потенцијалом електроде, као што су магнезијум, алуминијум, цинк, жива и гвожђе, као негативна електрода, и кисеоник или чисти кисеоник у ваздуху као позитивна електрода.Цинк-ваздушна батерија је најистраженија и најчешће коришћена батерија у серији метал-ваздух батерија.У протеклих 20 година, научници су урадили многа истраживања о секундарној батерији цинк-ваздух.Јапанска корпорација Санио произвела је секундарну цинк-ваздух батерију великог капацитета.Акумулатор цинк-ваздух за трактор напона 125В и капацитета 560А·х развијен је методом циркулације ваздуха и електрохидрауличке силе.Пријављено је да је примењен у возилима, а његова густина струје пражњења може да достигне 80мА/цм2, а максимум може да достигне 130мА/цм2.Неке компаније у Француској и Јапану користе методу циркулације цинк суспензије за производњу секундарне струје цинк-ваздух, а опоравак активних супстанци се врши ван батерије, са стварном специфичном енергијом од 115В·х/кг.

Главне предности метално-ваздушне батерије:

1) Већа специфична енергија.Пошто је активни материјал који се користи у ваздушној електроди кисеоник у ваздуху, он је неисцрпан.У теорији, капацитет позитивне електроде је бесконачан.Поред тога, активни материјал је изван батерије, тако да је теоретска специфична енергија ваздушне батерије много већа од оне опште електроде од металног оксида.Теоретска специфична енергија металне ваздушне батерије је генерално више од 1000В · х/кг, што припада високоенергетском хемијском напајању.
(2) Цена је јефтина.Цинк-ваздушна батерија не користи скупе племените метале као електроде, а материјали батерија су уобичајени материјали, тако да је цена јефтина.
(3) Стабилне перформансе.Конкретно, батерија цинк-ваздух може да ради при великој густини струје након употребе порозне цинк електроде у праху и алкалног електролита.Ако се чисти кисеоник користи за замену ваздуха, перформансе пражњења се такође могу знатно побољшати.Према теоретском прорачуну, густина струје се може повећати за око 20 пута.

Метално-ваздушна батерија има следеће недостатке:

1）, батерија се не може запечатити, што може лако изазвати сушење и подизање електролита, што утиче на капацитет и животни век батерије.Ако се користи алкални електролит, такође је лако изазвати карбонизацију, повећавајући унутрашњи отпор батерије и утиче на пражњење.
2）, перформансе влажног складиштења су лоше, јер ће дифузија ваздуха у батерији до негативне електроде убрзати самопражњење негативне електроде.
3）, употреба порозног цинка као негативне електроде захтева хомогенизацију живе.Жива не само да штети здрављу радника, већ и загађује животну средину, и треба је заменити инхибитором корозије који не садржи живу.

Батерија метал-ваздух је активни материјал који користи метале са негативним потенцијалом електроде, као што су магнезијум, алуминијум, цинк, жива и гвожђе, као негативна електрода, и кисеоник или чисти кисеоник у ваздуху као позитивна електрода.Водени раствор алкалног електролита се генерално користи као раствор електролита метално-ваздушне батерије.Ако се литијум, натријум, калцијум итд. са негативнијим потенцијалом електроде користе као негативна електрода, јер могу да реагују са водом, само неводени органски електролит као што је чврсти електролит отпоран на фенол или неоргански електролит као што је раствор соли ЛиБФ4 може буди употребљен.

Магнезијум-ваздушна батерија

Било који пар метала са негативним потенцијалом електроде и ваздушном електродом може формирати одговарајућу батерију метал-ваздух.Електродни потенцијал магнезијума је релативно негативан, а електрохемијски еквивалент је релативно мали.Може се користити за упаривање са ваздушном електродом да би се формирала батерија са магнезијумским ваздухом.Електрохемијски еквивалент магнезијума је 0,454г/(А·х) Ф=- 2,69В。 Теоретска специфична енергија батерије магнезијум-ваздух је 3910В·х/кг, што је 3 пута више од енергије батерије цинк-ваздух и 5~ 7 пута више од литијумске батерије.Негативни пол батерије магнезијум-ваздух је магнезијум, позитивни пол је кисеоник у ваздуху, електролит је раствор КОХ, а може се користити и неутрални раствор електролита.
Велики капацитет батерије, потенцијал ниске цене и јака сигурност су кључне предности магнезијум јонских батерија.Двовалентна карактеристика магнезијум јона омогућава ношење и складиштење више електричних набоја, са теоретском густином енергије од 1,5-2 пута више од литијумске батерије.Истовремено, магнезијум се лако издваја и широко распрострањен.Кина има апсолутну предност у погледу ресурса.Након израде магнезијумске батерије, њена потенцијална предност у трошковима и атрибут сигурности ресурса су већи од литијумске батерије.У смислу безбедности, магнезијум дендрит се неће појавити на негативном полу магнезијум јонске батерије током циклуса пуњења и пражњења, што може избећи раст литијум дендрита у литијумској батерији који пробија дијафрагму и узрокује кратки спој, пожар и експлозија.Горе наведене предности чине да магнезијумска батерија има велике развојне изгледе и потенцијал.

Што се тиче најновијег развоја магнезијумских батерија, Институт за енергију Ћингдао Кинеске академије наука је направио добар напредак у магнезијумским секундарним батеријама.Тренутно је пробио техничко уско грло у процесу производње магнезијумских секундарних батерија и развио једну ћелију са густином енергије од 560Вх/кг.Електрично возило са комплетном магнезијумском ваздушном батеријом развијено у Јужној Кореји може успешно да пређе 800 километара, што је четири пута више од просечног домета тренутних возила на литијумске батерије.Бројне јапанске институције, укључујући Когава Баттери, Никон, Ниссан Аутомобиле, Тохоку Универзитет у Јапану, Рикианг Цити, Мијаги префектуру и друге индустријске-универзитетске-истраживачке институције и владина одељења, активно промовишу истраживање великог капацитета магнезијум-ваздушне батерије.Зханг Ие, истраживачка група Модерног инжењерског колеџа Универзитета Нањинг, и други дизајнирали су двослојни гел електролит, који је реализовао заштиту магнезијум металне аноде и регулацију продуката пражњења, и добио батерију са магнезијумским ваздухом високе густине енергије ( 2282 В х · кг-1, на основу квалитета свих ваздушних електрода и магнезијум негативних електрода), што је далеко више од магнезијум-ваздушне батерије са стратегијама легирања аноде и антикорозивног електролита у актуелној литератури.
Уопштено говорећи, магнезијумска батерија је тренутно још увек у фази прелиминарног истраживања и још је дуг пут до велике промоције и примене.