金属镁具有极高的体积容量（锂2062 mAh/cm，钠1128 mAh/cm，镁3832 mAh/cm），是作为高体积能量密度电池负极的极佳选择。近年来发展起来的可充电镁离子电池极具潜力，镁离子电池的工作原理与离子电池原理相同，但是，镁离子电池比锂离子电池更安全，因为镁及相当多的镁化学物都是无毒或低毒的，镁不如锂活泼，易于加工操作，镁暴露在空气也比锂安全。在价格方面，由于镁在地壳中的丰度更高，镁的价格比锂便宜24倍，因此开发镁电池具有独特优势。基于此，美国密歇根州丰田北美研究所John Muldoon等人分别从正负极，电解质来介绍了镁离子电池的发展前景。

本文要点：

1） 尽管早期报道表明镁电极在与锂电极相同的电流密度下是没有枝晶的，但是越来越多的研究表明镁金属还是存在枝晶生长的问题。因为任何金属在高电流密度下的电沉积都会形成枝晶，因此断言镁电极完全没有枝晶是不可取的，作者认为应该抵制这种误导。

2） 在镁离子电解质的结构及其对电化学性能有重大影响，目前性能优异电解质包括有机卤化铝镁和硼基电解质。为了增加电导率，应当使用高介电常数溶剂来增加镁盐的溶解度。

3） 只有低电位硫化物才观察到Mg²⁺可逆地嵌入正极材料中。阻止硫化物插层材料实用化的两个主要挑战是：它们的电势以及能量密度太低，并且在室温下，这些材料中Mg²⁺的扩散系数比Li⁺低1000倍左右。虽然氧化物材料可以提供所需的能量密度，但是Mg不能插入氧化物材料中，因为它们易于发生转化反应形成MgO。

Patrick Bonnick, et al. A Trip to Oz and a Peak Behind the Curtain of Magnesium Batteries, Adv. Funct. Mater. 2020

DOI:10.1002/adfm.201910510

https://doi.org/10.1002/adfm.201910510