KR20180026330A - 마그네슘 공기 전지용 전해질 첨가제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전식 마그네슘 전지와 양립할 수 있으며 곤란한 문제들을 극복할, 특히 수성 전해질을 포함하는 마그네슘 공기 전지의 전반적 성능을 향상시킬 가능성을 지니는, 마그네슘 공기 전지용 전해질 첨가제에 관한 것이다. 마그네슘 전지용 전해질 첨가제는 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제를 포함한다.

Description

마그네슘 공기 전지용 전해질 첨가제 {ELECTROLYTE ADDITIVES FOR MAGNESIUM AIR BATTERIES}
본 발명은 마그네슘 공기 전지(air battery)용 전해질 첨가제에 관한 것이다.
마그네슘 공기 전지, 즉 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 포함하거나 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 음극 (애노드)을 포함하는 전지는, 마그네슘이 예를 들어 리튬보다 높은 부피 용량(volumetric capacity)을 가지기 때문에, 즉 마그네슘의 경우 3832 mAh cm-3 대 리튬의 경우 2061 mAh cm-3, 관심이 높아지고 있다. 요즘 일반적으로 사용되는 리튬 이온 전지와 비교하여, 마그네슘 공기 전지는 높은 부피 용량 때문에 약 2배 강력할 것이다. 게다가, 마그네슘 공기 전지에 대한 질량당 에너지는 리튬 이온 전지와 비교하여 상당히 높다. 그러나, 보다 중요하게는, 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 가역적 도금(plating)/박리(stripping)와 관련된 전기 화학 공정은 덴드라이트(dendrite) 형성의 부재를 나타내어 전지에서 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 음극으로서 사용하는 것과 관련된 안전 문제를 대단히 완화시켰다. 마지막으로, 마그네슘은 지각에 자연적으로 풍부하기 때문에 전지 비용 절감에 대한 기회를 또한 제공할 수 있다.
그러나, 몇몇 기술적 도전 과제가 여전히 마그네슘 공기 전지의 상업화를 방해한다. 사실상, 실용적인 전해질 및 캐소드의 부재로 인해 충전식(rechargeable) 마그네슘 전지의 실연은 연구실에 국한되었다 (문헌 [R. Mohtadi, F. Mizuno "Magnesium batteries: Current state of the art, issues and future perspectives", Beilstein J. Nanotechnol. 2014, 5, 1291-1211] 참조). 즉, 킬로그램당 수백 와트 시간 정도의 낮은 중량 에너지 밀도 및 제한된 나타낸 내구성과 매우 느린 동역학이 결합되어 현재 마그네슘 전지를 결코 실용적이지 않게 만든다.
마그네슘 금속에 대해 논의할 때, 전해질과의 그의 상호 작용의 성질은 중요하고 복잡한 주제로 인식되어 왔다. 즉, 금속-전해질 상호 작용으로부터 생긴 금속 상에 형성된 계면은 금속의 용해 및 도금, 즉 전지의 방전 및 이론상 충전과 관련된 전기 화학적 성질에 직접적인 영향을 미친다. 금속-전해질 화학적/전기 화학적 상호 작용의 결과로서의 마그네슘 애노드 상에 표면층의 형성은, 마그네슘 이온의 이동을 차단함으로써 가역적 전기 화학적 용해 및 도금이 일어나지 못하게 하므로, 가역적 마그네슘 석출(deposition)에 해로운 것으로 널리 확립되어 있다 (문헌 [R. Mohtadi, F. Mizuno "Magnesium batteries: Current state of the art, issues and future perspectives", Beilstein J. Nanotechnol. 2014, 5, 1291-1211] 참조).
특히, 마그네슘 공기 전지에서의 수성 전해질의 사용은 증가된 애노드 부식, 전압 강하, 전해질 불안정, 특히 자기 부식 과정과 같은 문제를 야기할 수 있어 마그네슘 애노드의 제어 불가능한 열화 및 파괴를 야기한다. 이들 과정 모두는 전반적인 전지 성능(battery performance) 및 수명을 단축시킨다.
지금까지, 마그네슘 애노드와 수성 전해질 사이의 상호 작용을 제어함으로써 전지 성능을 향상시키기 위한 단지 몇 가지 시도가 있었고, 이들 시도는 다수의 단점, 예컨대 과충전, 용량 감퇴(capacity fading), 애노드 표면의 비전도성 부동태화 또는 시간 경과에 따른 전압 강하를 나타낸다.
예를 들어, 마그네슘 전지의 성능을 개선시키기 위해, 왕(Wang) 등 (문헌 [N. Wang et al., Research progress of magnesium anodes and their application in chemical power sources, T Nonferr Metal Soc., 24 (2014) 2427-2439] 참조)은 애노드 물질로서 상이한 마그네슘 합금 (예를 들어 AZ 계열(series), AM 계열, Mg-Li)을 적용하였으며, 이는 애노드의 미세 구조의 조정 가능성 및 보다 높은 유연성(flexibility)을 야기한다. 그러나, 상기 합금의 사용은 바람직하지 않은 이차 효과, 예컨대 원치 않는 반응 및 시간 경과에 따른 전압 강하를 야기한다.
따라서, 수성 전해질 환경에서 작동하는 마그네슘 공기 전지용 신규 전해질 조성물이 여전히 필요하며, 특히 수성 전해질을 포함하는 마그네슘 공기 전지의 전반적 성능을 향상시키기 위한 효율적인 수단을 제공할 필요가 있다.
발명의 개요
따라서 본 발명의 목적은 수성 전해질을 포함하는 마그네슘 공기 전지의 성능을 향상시키기 위한 신규 수단을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 마그네슘 공기 전지의 전압을 증가시키고 시간 경과에 따른 전압 강하를 최소화하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 전지의 성능을 향상시키고, 상기 전지의 전압을 증가시키고, 시간 경과에 따른 전압 강하를 최소화하는, 마그네슘 공기 전지용 수성 전해질을 제공하는 것이다. 게다가, 본 발명의 목적은 공지된 마그네슘계 전지와 비교하여 향상된 성능, 증가된 전압 및 최소화된 전압 강하를 가진 신규 마그네슘 공기 전지를 제공하는 것이다.
놀랍게도, 이 목적은 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수(stability constant) log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제를 포함하는 마그네슘 전지용 전해질 첨가제에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 전해질 첨가제의 사용은 마그네슘 공기 전지의 방전 거동을 상당히 개선시키며, 즉 전지 전압을 증가시키고 시간 경과에 따른 전압 강하를 감소시키거나 심지어 방지한다.
도 1은 약 24시간의 기간 동안 0.5 mA cm-2의 전류 밀도에서 정전류 방전(constant current discharge)에 의해 조사된, 마그네슘 애노드의 방전 거동의 결과를 나타낸다.
도 2는 순수한 NaCl 전해질, 및 티론 첨가제를 사용한 NaCl에 노출된 샘플들의 광학 사진들을 제시한다.
용어 "안정도 상수", K는 본원에서 상기 및 청구범위 부문에서 전반적 치환 반응을 위한 리간드 치환 반응에서 물 분자 리간드로 둘러싸인 금속 이온과 또 다른 종류의 리간드 또는 리간드들로 둘러싸인 동일한 전이 금속 이온 사이에 존재하는 평형에 대한 평형 상수를 지칭한다.
용어 "실온"은 본원에서 상기 및 청구범위 부문에서 약 25℃의 온도를 지칭한다.
용어 "킬레이트제"는 본원에서 상기 및 청구범위 부문에서 금속 이온에 결합 된 합성 또는 천연 분자를 지칭한다. 킬레이트제는 용액 중에 2가 및 다가 금속 이온을 유지하는 데 사용된다.
본 발명자들은 놀랍게도 철 중 부식하지 않는(noble) 불순물이, 메커니즘의 기반을 약화시킴으로써 마그네슘 애노드로부터 분리되고 Fe(II) 또는 Fe(III) 이온을 형성함으로써 용해된다는 것을 밝혀냈다. 후속적으로, 이들 이온은 환원되고 애노드의 표면에 재석출되어, 자기 부식을 가속화한다. 따라서, 이러한 발견에 기초하여, 이들 불순물의 재석출을 방지하면 수성 전해질에서의 마그네슘 애노드의 유해한 자기 부식 속도가 상당히 감소되는 것으로 밝혀졌다. 용해된 철의 재석출은 착화제에 의하여 상기 이온을 화학적으로 결합함으로써 효과적으로 회피된다.
본 발명의 일 실시양태에서, 적합한 킬레이트제는 적어도 1종의 아미노폴리카르복실레이트, 히드록시카르복실레이트, 히드록시술포네이트 또는 아미노산 킬레이트제, 또는 그의 염 및/또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에서 킬레이트제는 아미노폴리카르복실레이트, 예컨대 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 디에틸렌트리아민-펜타아세트산 (DTPA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산 (TTHA), 에틸렌디아민-N,N'-비스(2-히드록시페닐아세트산) (EDDHA), N-(2-히드록시에틸)-에틸렌디아민-N,N,N'-트리아세트산 (HEDTA), 에틸렌글리콜-비스(아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산 (EGTA), 1,2-비스(2-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-아세트산 (BAPTA), N,N-비스(카르복시메틸)-L-글루타메이트 (GLDA), 트랜스-1,2-디아미노-시클로헥산-N,N,N',N'-테트라아세트산 (CDTA), 니트롤로트리아세트산 (NTA), 그의 염 및 그의 혼합물 등을 포함한다:
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
본 발명의 다른 실시양태에서, 킬레이트제는 히드록시카르복실레이트, 바람직하게는 방향족 히드록시카르복실레이트, 예컨대 살리실산 및 그의 유도체, 예를 들어 술포살리실산, 바람직하게는 5-술포살리실산, 메틸살리실산, 바람직하게는 5-메틸살리실산, 아미노살리실산, 바람직하게는 4-아미노살리실산;, 3,4-디히드록시벤조산, 그의 염 및 그의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 킬레이트제는 히드록시술포네이트, 바람직하게는 방향족 히드록시술포네이트, 예컨대 8-히드록시퀴놀린-5-술폰산 (8HQ　SO3) 또는 피로카테콜-3,5-디술폰산 (티론(TIRON)), 그의 염 및 그의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 킬레이트제는 아미노산 킬레이트제, 예컨대 아스파라긴, 시스테인, 또는 그의 염 및 그의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따라 사용되는 킬레이트제는 Fe(II) 또는 Fe(III)과 안정한 착물을 형성함으로써 애노드 상에 철의 재석출을 방지하고 자기 부식 속도를 상당히 감소시킨다. 게다가, 본 발명에 따라 사용되는 킬레이트제는 Mg(II)과 착물을 형성하여, 애노드 상에 표면층의 형성을 방지한다. 본 발명에 따라 사용되는 킬레이트제는 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상, 바람직하게는 10.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진, Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의, 그리고 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상, 바람직하게는 5.5 이상의 안정도 상수 log K를 가진, Mg(II) 이온과의 착물을 형성한다. 그러나, 가장 바람직하게는, 킬레이트제는 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진, 모든 Fe(II), Fe(III) 이온과의, 그리고 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진 Mg(II) 이온과의 착물을 형성한다.
각각의 안정도 상수는 예를 들어 다음 출처로부터 검색할 수 있으며, 이들 자료 모두는 참조문헌으로 본원에 포함된다:
- Data for Biochemical Research, 1995, 3rd edition, R.M.C.Dawson, O.C.Elliot, W.H. Elliot, K.M. Jones;
- Critical stability constants, 1975-1976, volumes 2-6.A.E. Martell, R.M. Smith (Eds.);
- Sequestrants in food, in: T.E. Furia (Ed.), CRC Handbook of Food Additives, V.I, 2nd ed. 1972, pp. 271-294 (Chapter 6). T.E. Furia;
- Lange's Handbook of Chemistry, 15th Ed.13 McGraw-Hill, Inc.,1999 (Section 8, Table 8.12-8.13). J.A. Dean (Ed.);
- Analytical and Biological products, p. 252, Metal Chelates, Dojindo catalogue.
킬레이트제는 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 1.0*10-5 내지 2.0 mol/L, 바람직하게는 5.0*10-5 내지 1.5 mol/L, 보다 바람직하게는 1.0*10-4 내지 1.0 mol/L의 농도로 마그네슘 공기 전지의 전해질에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 목적은 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제를 포함하는, 전해질 첨가제를 포함하는 마그네슘 공기 전지용 전해질에 의해 추가로 달성된다.
전해질 첨가제를 포함하는 전해질이 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염화물, 바람직하게는 NaCl, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 질산염, 바람직하게는 NaNO3, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 아질산염, 바람직하게는 NaNO2, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 티오시안산염, 바람직하게는 NaSCN, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 황산염, 바람직하게는 Na2SO4, 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 수용액인 것이 바람직하다. 바람직하게는 전해질 첨가제를 포함하는 전해질은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염화물, 바람직하게는 NaCl, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 질산염, 바람직하게는 NaNO3, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 티오시안산염, 바람직하게는 NaSCN 또는 그의 혼합물을 포함하는 수용액이다. 보다 바람직하게는, 전해질 첨가제를 포함하는 전해질은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 질산염, 바람직하게는 NaNO3, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 티오시안산염, 바람직하게는 NaSCN 또는 그의 혼합물을 포함하는 수용액이다.
바람직하게는, 전해질 첨가제를 포함하는 전해질은 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 0.05 내지 1 mol/L, 바람직하게는 0.05 내지 0.8 mol/L, 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.5 mol/L, 훨씬 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.3 mol/L, 특히 0.1 mol/L의 농도로 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 수용액이다.
바람직한 실시양태에 따르면, 전해질은 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 1.0*10-5 내지 2.0 mol/L, 바람직하게는 5.0*10-5 내지 1.5 mol/L, 보다 바람직하게는 1.0*10-4 내지 1.0 mol/L의 농도로 킬레이트 중 1종 이상을 포함한다.
본 발명의 상기 목적은 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 포함하거나 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드 및 캐소드와 관련된 전해질을 포함하며, 여기서 전해질이 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제를 포함하는 적어도 1종의 전해질 첨가제를 포함하는 것인, 마그네슘 공기 전지에 의해 추가로 달성된다.
바람직하게는, 캐소드는 가스 확산 전극이다. 추가로 바람직한 실시양태에 따르면, 캐소드는 활성탄을 포함하거나 활성탄으로 이루어진다.
실시예
본 발명의 바람직한 실시양태는 하기 도면을 참조하여 하기 비제한적 실시예에 의해 추가로 실증된다.
0.05 M 전해질 첨가제 (킬레이트제)를 포함하는 전해질로서의 NaCl의 0.5% (0.086 mol/L) 수용액 중 3 전극 셋업에서 상업적 순도 (220 ppm Fe, 5 ppm Cu, <2 ppm Ni)의 마그네슘을 사용한 마그네슘 애노드의 방전 거동을 약 24시간의 기간 동안 0.5 mA cm-2의 전류 밀도에서 정전류 방전에 의해 조사하였다. 이들 시험의 결과는 도 1에 나타냈다.
마그네슘 애노드의 불순물 함량은 스파크 방출 분광법(spark emission spectroscopy)에 의해 구하였다. 재질이 그대로 드러나는(bare) 물질을 조각으로 절단하고, 연삭하고, 연마하고, 에탄올로 세정하였다.
방전 시험
본 발명에 따른 전해질 첨가제의 사용은 마그네슘 공기 전지의 방전 거동을 상당히 개선시켰으며, 즉 전지 전압을 증가시키고 시간 경과에 따른 전압 강하를 감소시키거나 심지어 방지하였다. 특히, 상업적 순도 (220 ppm Fe, 5 ppm Cu, <2 ppm Ni)의 마그네슘을 포함하는 마그네슘 공기 전지에 관해서, 전지 전해질 중 본 발명에 따른 전해질 첨가제의 사용은 시간 경과에 따른 전지 전압을 지속적으로 상당히 증가시켰다 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 예를 들어 티론을 0.05 mol/L 첨가하면, 24시간 초과의 기간에 걸쳐 전지 전압을 약 -1.47 V에서 약 -1.75 V까지 지속적으로 증가시켰다. 결과는 아래 표 1에 요약되어 있다.
[표 1]
마그네슘 공기 전지용 마그네슘 애노드의 전해질에 본 발명에 따른 전해질 첨가제의 첨가시 전지 전압의 증가. 전해질: 본 발명에 따른 0.05 mol/L 전해질 첨가제와 혼합된 0.5% (0.086 mol/L) NaCl.
Figure pat00004
본 발명에 따른 전해질 첨가제를 전해질에 첨가하면 시간 경과에 따라 안정적인 전지 전압이 야기되고 전압 강하가 방지되었다. 예를 들어, 티론을 첨가하면 24시간에 걸쳐 -1.7V 초과로 실질적으로 안정적인 전지 전압을 야기하였다. 이는 순수한 0.5% NaCl 전해질에 침지된 기준 샘플의 경우에서보다 250 mV 더 높다.
0.5% NaCl 전해질에 24시간 노출된 후, 마그네슘 샘플의 표면은 마그네슘에 전형적인 흑색 및 백색 부식 생성물의 두꺼운 층으로 완전히 덮혀졌다. 이들 부식 생성물의 차단 효과는 전지 전압을 감소시켰다. 대조적으로, 표 1에 열거된 10종의 킬레이트제 (전해질 첨가제) 중 임의의 것의 0.05 mol/L가 첨가된 0.5% NaCl 전해질에 24시간 노출된 후, 샘플의 표면은 전혀 석출물이 없고 높은 광택을 나타냈다. 도 2에 순수한 NaCl 전해질, 및 티론 첨가제를 사용한 NaCl에 노출된 샘플들의 광학 사진들을 제시하였다.

Claims (17)

  1. Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제를 포함하는, 마그네슘 전지용 전해질 첨가제.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 아미노폴리카르복실레이트, 히드록시카르복실레이트, 히드록시술포네이트 또는 아미노산 킬레이트제, 또는 그의 염 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 전해질 첨가제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 디에틸렌트리아민-펜타아세트산 (DTPA), 트리에틸렌테트라아민-헥사아세트산 (TTHA), 에틸렌디아민-N,N'-비스(2-히드록시페닐-아세트산) (EDDHA), N-(2-히드록시에틸)-에틸렌디아민-N,N,N'-트리아세트산 (HEDTA), 에틸렌글리콜-비스(아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산 (EGTA), 1,2-비스(2-아미노페녹시)에탄-N,N,N',N'-아세트산 (BAPTA), N,N-비스(카르복시메틸)-L-글루타메이트 (GLDA), 트랜스-1,2-디아미노-시클로헥산-N,N,N',N'-테트라아세트산 (CDTA), 니트롤로트리아세트산 (NTA), 그의 염 및 그의 혼합물 중 적어도 1종을 포함하는 전해질 첨가제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 살리실산 및 그의 유도체, 예를 들어 술포살리실산, 바람직하게는 5-술포살리실산, 메틸살리실산, 바람직하게는 5-메틸살리실산, 아미노살리실산, 바람직하게는 4-아미노살리실산;, 3,4-디히드록시벤조산, 그의 염 및 그의 혼합물 중 적어도 1종을 포함하는 전해질 첨가제.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 8-히드록시퀴놀린-5-술폰산 (8HQ　SO3) 또는 피로카테콜-3,5 디술폰산 (티론), 그의 염 및 그의 혼합물 중 적어도 1종을 포함하는 전해질 첨가제.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 아스파라긴, 시스테인, 그의 염 및 그의 혼합물 중 적어도 1종을 포함하는 전해질 첨가제.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이트제의 염이 그의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염 또는 암모늄 염으로부터 선택되는 것인 전해질 첨가제.
  8. 마그네슘 전지의 전해질에서 첨가제로서, Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와 착물 (여기서 Fe(II) 및 Fe(III) 이온 중 적어도 하나와의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 6.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있으며 또한 Mg(II) 이온과 착물 (여기서 Mg(II) 이온과의 착물은 실온 (약 25℃)에서 수용액 중 4.0 이상의 안정도 상수 log K를 가진다)을 형성할 수 있는 킬레이트제의 용도.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전해질 첨가제를 포함하는 마그네슘 전지용 전해질.
  10. 제9항에 있어서, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염화물, 바람직하게는 NaCl, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 질산염, 바람직하게는 NaNO3, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 아질산염, 바람직하게는 NaNO2, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 티오시안산염, 바람직하게는 NaSCN, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 황산염, 바람직하게는 Na2SO4, 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 수용액인 전해질.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 0.05 내지 1 mol/L, 바람직하게는 0.05 내지 0.8 mol/L, 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.5 mol/L, 훨씬 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.3 mol/L, 특히 0.1 mol/L의 농도로 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 전해질.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 킬레이트제가 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 1.0*10-5 내지 2.0 mol/L, 바람직하게는 5.0*10-5 내지 1.5 mol/L, 보다 바람직하게는 1.0*10-4 내지 1.0 mol/L의 농도로 전해질에 존재하는 것인 전해질.
  13. 마그네슘 또는 마그네슘 합금을 포함하거나 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어진 적어도 하나의 애노드, 적어도 하나의 캐소드, 적어도 하나의 애노드 및 캐소드에 관한 전해질을 포함하는 마그네슘 공기 전지로서, 전해질이 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 1종의 전해질 첨가제를 포함함을 특징으로 하는, 마그네슘 공기 전지.
  14. 제13항에 있어서, 캐소드가 가스 확산 전극인 마그네슘 전지.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 전해질이 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염화물, 바람직하게는 NaCl, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 질산염, 바람직하게는 NaNO3, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 아질산염, 바람직하게는 NaNO2, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 티오시안산염, 바람직하게는 NaSCN, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 황산염, 바람직하게는 Na2SO4, 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 수용액인 마그네슘 전지.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 전해질이 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 0.05 내지 1 mol/L, 바람직하게는 0.05 내지 0.8 mol/L, 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.5 mol/L, 훨씬 보다 바람직하게는 0.07 내지 0.3 mol/L, 특히 0.1 mol/L의 농도로 적어도 1종의 무기 염을 포함하는 것인 마그네슘 전지.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 전해질 첨가제가 전해질의 전체 부피를 기준으로 하여, 1.0*10-5 내지 2.0 mol/L, 바람직하게는 5.0*10-5 내지 1.5 mol/L, 보다 바람직하게는 1.0*10-4 내지 1.0 mol/L의 농도로 전해질에 존재하는 것인 마그네슘 전지.
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