鎂具有較低的電極電位，在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中是個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)槿菀讓?dǎo)致腐蝕，但是作為電極材料來(lái)說(shuō)，這意味著鎂具有較大的比容量，這些與能源相關(guān)的特質(zhì)，在新能源技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用日益重要的今天，預(yù)示著鎂將在能源材料領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)具有豐富鎂資源和生產(chǎn)量的鎂大國(guó)來(lái)說(shuō)，鎂作為能源材料的研究開(kāi)發(fā)對(duì)于節(jié)能減排和能源再生具有重要的意義。

鎂和鋰具有相似的化學(xué)性質(zhì)。我國(guó)的鎂資源非常豐富，加上鎂價(jià)格低廉，只有鋰的1/24，而且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，比容量大，因此它作為一種新型的電池材料，逐漸成為了人們研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。2000年首次研究出了一種鎂二次電池體系，使鎂二次電池的研究得到了突破性的進(jìn)展。該體系采用了鎂負(fù)極，MgMo3S4正極以及鎂基有機(jī)鹵鋁鹽電解質(zhì)。在室溫下，Mg(AlCl2BuEt)2溶液中沉積/溶解效率達(dá)到了100%，理論電容量為135Wh/kg。

鎂主要在正極材料中進(jìn)行嵌入和脫嵌，目前正極材料的主要研究方向是找出能使鎂離子進(jìn)行可逆的插入與脫嵌，并能在電解液中穩(wěn)定存在的材料。正極材料的選擇一般集中在無(wú)機(jī)過(guò)渡金屬氧化物，硫化物，硼化物，磷酸鹽以及其它化合物上面。鎂電池滿足了人們對(duì)于開(kāi)發(fā)高性能，低成本，安全環(huán)保的大型充電電池的需求，但由于鎂電池的設(shè)計(jì)并不是為了在小尺度設(shè)備上與鋰電池進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，而是要應(yīng)用在鋰電池所不能替代的大負(fù)荷用途的設(shè)備上面。

鎂還可以用作燃料電池材料。鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來(lái)源豐富、成本低、燃料易于貯運(yùn)、可使用溫度范圍寬(-20～80℃)及污染小等特點(diǎn)。作為一種高能化學(xué)電源，在可移動(dòng)電子設(shè)備電源、自主式潛航器電源、海洋水下儀器電源和備用電源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。鎂燃料電池主要由鎂合金陽(yáng)極，中性鹽電解質(zhì)和空氣(氧氣或其它氧化劑)陰極三部分組成。

鎂是非常活潑的金屬，在中性鹽電解質(zhì)中有很高的活性，適合用作中性鹽電解液的陽(yáng)極材料。陰極氧化劑可以利用空氣或者是過(guò)氧化氫。由于鎂是很活潑的金屬，電極電勢(shì)低，化學(xué)活性很高，在大多數(shù)的電解質(zhì)溶液中，鎂的溶解速度相當(dāng)快，產(chǎn)生大量的氫氣，導(dǎo)致陽(yáng)極的法拉第效率降低。研發(fā)關(guān)鍵是尋求高性能鎂合金材料，減小析氫的腐蝕，解決活化與鈍化的矛盾。為了克服金屬鎂的這些缺陷，可將鎂和其它合金元素制成二元、三元乃至多元合金。一方面，可以細(xì)化鎂合金晶粒，增大析氫反應(yīng)的過(guò)電位，以降低自腐蝕速率;另一方面，可以破壞鈍化膜的結(jié)構(gòu)，使得較為完整、致密的鈍化膜變成疏松多孔、易脫落的腐蝕產(chǎn)物，從而減輕鎂合金鈍化問(wèn)題，促進(jìn)電極活性溶解，提高鎂合金的電化學(xué)性能。