El magnesio se utiliza como material anódico en la producción primaria de batería debido a su alto potencial de estándar. Es un metal ligero. También es fácil de conseguir por ser un metal de bajo costo. El dióxido de magnesio/manganeso (Mg/MnO2) la batería tiene el doble de vida útil, es decir, la capacidad del dióxido de zinc/manganeso (Zn/MnO2) batería del mismo tamaño. También puede conservar su capacidad, durante el almacenamiento, incluso a altas temperaturas. Batería de magnesio es muy durable y almacenable ya que siempre tiene una cubierta protectora que se forma naturalmente en la superficie del ánodo de magnesio.
La batería de magnesio pierde su capacidad de almacenamiento una vez que se ha descargado parcialmente y por eso no es muy adecuada para su uso en aplicaciones intermitentes a largo plazo. Esta es la razón principal, por la que batería de magnesio está perdiendo su popularidad, y la batería de litio está ocupando su mercado.
La química de la batería de magnesio
En la batería primaria de magnesio, la aleación de magnesio se utiliza como ánodo; el dióxido de manganeso se utiliza como material catódico. Pero el dióxido de manganeso no puede proporcionar la conductividad requerida al cátodo, y por eso el negro de acetileno se mezcla con el dióxido de manganeso para lograr la conductividad requerida. El perclorato de magnesio se utiliza como electrolito. El bario y el cromato de litio se añaden al electrolito para prevenir la corrosión. También se añade hidróxido de magnesio a esta mezcla como agente amortiguador para mejorar la capacidad de almacenamiento.
La reacción de oxidación que ocurre en el ánodo es,
La reacción de reducción que ocurre en el cátodo es,
Reacción general,
El voltaje de circuito abierto, esta célula da alrededor de 2 voltios pero el valor teórico del potencial de la célula es de 2,8 voltios.
La posibilidad de corrosión del magnesio es muy menor incluso en condiciones ambientales extremas. El magnesio en bruto reacciona con la humedad y forma una capa de una fina película de Mg(OH)2 en su superficie.
Esta fina película de peróxido de magnesio sirve como una capa protectora contra la corrosión sobre el magnesio. Además, el tratamiento con cromato sobre el magnesio mejora esta protección en gran medida. Pero cuando esta película protectora de peróxido de magnesio es perforada o removida debido a la descarga de la batería, la corrosión tiene lugar con la formación de gas de hidrógeno.
Esta es la base química de la batería de magnesio.
La construcción de la batería de magnesio
En cuanto a la construcción, una pila cilíndrica de magnesio es similar a una pila cilíndrica de zinc-carbón. Aquí se utiliza una aleación de magnesio como el principal contenedor de la batería. Esta aleación está formada por magnesio y una pequeña cantidad de aluminio y zinc. Aquí, el dióxido de manganeso se utiliza como material catódico. Como el dióxido de manganeso tiene una baja conductividad, el negro de acetileno se mezcla con esto para mejorar su conductividad. Esto también ayuda a retener el agua dentro del cátodo. En esta mezcla catódica se añade cromato de bario como inhibidor, y también hidróxido de magnesio como amortiguador de pH. El perclorato de magnesio con cromato de litio mezclado con agua se utiliza como electrolito. El carbono se inserta en la mezcla de cátodos como colector de corriente. Los papeles kraft, absorbidos con la solución electrolítica se colocan entre los materiales del cátodo y del ánodo como separadores. Se debe prestar especial atención durante el diseño de la disposición de sellado en la batería de magnesio. El sellado de la pila no debe ser tan poroso como para que la humedad del interior de la pila se evapore durante el almacenamiento de la misma y no debe ser tan no poroso como para que el gas de hidrógeno formado durante la descarga no pueda escapar de la pila. Por lo tanto, el sello de la batería debe retener la humedad dentro de ella, y al mismo tiempo, da suficiente ventilación al gas de hidrógeno formado durante la descarga. Esto puede hacerse proporcionando un pequeño agujero en la parte superior del sello de plástico lavado bajo el anillo de retención. Cuando el exceso de gas sale del agujero, este anillo de retención se deforma debido a la presión y la consiguiente fuga del gas.
El ánodo de magnesio forma la cubierta exterior de la batería, pero otro construcción de una batería de magnesio también está disponible donde el carbono forma el contenedor exterior de la batería. Aquí se forma un contenedor de forma típica a partir de carbono altamente conductivo. Este recipiente tiene forma de copa cilíndrica, y una forma de varilla se proyecta desde su centro como se muestra en la imagen. El ánodo de la batería está formado por un cilindro o tambor de magnesio. El diámetro del ánodo cilíndrico es aproximadamente la mitad de la taza de carbono. La mezcla catódica se coloca dentro de este cilindro anódico y se separa de la pared interna del cilindro por un separador de papel. El espacio entre la superficie interior de la copa de carbono y la superficie exterior del cilindro anódico también lleno de mezcla catódica y aquí también la superficie exterior del cilindro anódico está separada de la mezcla catódica por un separador de papel. La mezcla catódica se produce mezclando dióxido de manganeso, negro de carbón y una pequeña cantidad de bromuro de magnesio acuoso o perclorato como electrolito. El terminal positivo está conectado al extremo del vaso de carbono. El terminal negativo está conectado al extremo del tambor del ánodo. Todo el sistema está encapsulado en una camisa de acero estañado ondulado.
Ventaja de la batería de magnesio
- Tiene una muy buena vida propia; puede ser almacenado por mucho tiempo incluso a altas temperaturas. Estos batería puede ser almacenado hasta 5 años a la temperatura de 20oC.
- Tiene el doble de capacidad que una batería Leclanche de tamaño equivalente.
- Batería más alta voltaje que la batería de zinc-carbón.
- El costo también es moderado.
Desventajas de la batería de magnesio
- Acción retardada. (retardo de voltaje)
- Evolución del hidrógeno durante la descarga.
- El calor generado durante el uso.
- Almacenamiento deficiente después de una descarga parcial.
Las baterías ya no se fabrican comercialmente.
Tamaños y tipos de Mg/Mno2 Baterías
| Tipo de batería | Diámetro en mm | Altura en mm | Peso en gramos | Capacidad en Ah |
| N | 11 | 31 | 5 | 0.5 |
| B | 19.2 | 53 | 26.5 | 2 |
| C | 25.4 | 49.7 | 45 | 3 |
| 1LM | 22.8 | 84.2 | 59 | 4.5 |
| D | 33.6 | 60.5 | 105 | 7 |
| FD | 41.7 | 49.1 | 125 | 8 |
| No. 6 | 63.5 | 159 | 1000 | 65 |
