在开端今日的论题之前，咱们先来看看一般锂离子电池内部是怎么作业的。一般来说，锂电池都依托锂离子在阴阳极之间来回转移电子，发生电流供外部电子设备运用。当锂电池放电时，锂离子先在阴极和电子结合，随后将“装载”的电子运送到阳极并卸下货品，构成闭合回路，发生电流；同理，放电后锂离子集合在阳极，当施加外部电流时，“满载”电子的锂离子在脱离阳极后，逆向从头回来阴极。因而，当一切离子都处于高能状况时，也就意味着这块电池现已满电。
可充式锂电池的放电机制
之所以把锂离子转移电子的进程和货品运输进行类比，因为需求运送的物品一般都规整码放在集装箱里，而许多的电子则构成有指向性的电流。因为一般锂电池中的锂离子都是以1价电子的方法（Li1+）存在的，因而它只能同一个电子结合，不过金属镁可就另当别论了。一般情况下，镁离子都以2价正离子（Mg2+）的形状存在，这意味着它假如在电池中充任“转移工”的话，每次最多可带着两枚电子。所以，理论上来讲，假如两块电池别离运用了平等密度含量的镁离子和锂离子，运用镁离子作为传递电子介质的电池能量存储密度将是锂电池的两倍。
但话又说回来了，谁都知道理论这玩意儿放到现实情况它并不一定适用。首要，最要害的问题在于，当镁离子和两个负1价的电子结合时，整个原子核就具有了两倍的负电荷，而负电荷量越多，招引其他镁离子的才能也就越强。因而，当镁离子带着着两倍的电荷，要在充溢电解液的南北极之间运动的话，速度天然慢了许多。
不过有研讨显现，科学家忧虑的这个问题恐怕并不会形成太大的影响。依据该陈述的试验效果，其证明了镁离子最多只会遭到四个相邻离子的“捆绑”，这意味着当镁离子在电池南北极穿行时，可以影响其运动的其他离子的最大数量要比之前预估的少，因而要处理这个问题好像并不需求花费太多曲折。
电脑模型显现电解液中的镁离子只会遭到相邻四个其他离子的影响
鉴于此，未来假如要研制能量存储密度更高的镁离子电池，挑选一种既能发挥电池悉数功用一起也有利于镁离子移动的电解液，便成了燃眉之急。来自劳伦斯-伯克利试验室的Kristin Persson现已测试了上千种不同电解液和电极的组合方法，意图是为了寻觅一种可以最大极限挖掘出锂离子潜在价值的载体方法。此外，相关研讨人员使用超级计算机进行了屡次根底物理模仿，从电荷密度以及原子几多么多个维度考量了镁离子怎么在电池使用中完成高效传递电子的才能。
除了上面说到的许多优势之外，比较锂，金属镁的挖掘本钱较低，一起使用价值却很大。丰田现在现已在相关技能上投入了巨资，而特斯拉CEO马斯克也曾屡次在公共场所表态，特斯拉及其超级电池工厂现已做好了“拥抱”镁电池的预备。虽然“钢铁侠”甚是喜爱吹嘘，不过从传统锂电池到镁电池的转型，在电池规划方面并不会遭到太大的影响，工厂只需更新相应的流水线作业东西，即可轻松造出两倍能量密度的特斯拉镁电池。
双碳电池
考虑到开展镁电池可以带来如此多的优点，笔者以为该技能一定会很快落地。当然，除非有像日本研制的双碳电池、锂-空气乃至是现已呈现的氢燃料电池这样更优的计划首先占有商场，不然镁电池一定是现在电池工业范畴代替锂电池的不贰挑选。可是，不论哪种电池最终可以胜出，毋容怀疑的是，锂电池仍将会“独领风骚”那么几年。
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