镁离子电池是目前锂离子电池的一种安全、低成本、高能量的替代品。然而，它们的商业化之路充满了挑战，包括需要克服水系统中狭窄的电化学窗口和非

水系统中较差的离子电导率。

         近期，香港大学机械工程系的一个研究小组在这方面取得了突破。他们设计了一种准固态镁离子电池，其电压平台为2.4V，能量密度为264Wh/kg，超越了目前镁离子电池的性能，几乎与锂离子电池的性能相匹配；此前，同一个研究小组开发了一种工作电压在2V以上的盐水镁离子电池。然而，它仍然落后于非水的对应物，主要就是因为阴极中的质子。“与金属离子相比，氢离子或质子更小、更轻。由于它们的大小，质子可以很容易地进入电池的阴极结构。然而，这产生了一个问题，因为质子和镁离子会争夺空间，这严重限制了电池可以储存的能量和续航时间，”香港大学研究员、该研究的第一作者Sarah Leong说；于是，研究人员改进了早期的设计，采用聚合物增强的电解质来控制质子和金属离子之间的竞争，并限制氢键网络。

          研究人员说，“这是一个改变游戏规则的发展。我们的准固态镁离子电池结合了两者的优点，提供了非水系统的高电压和水系统的安全性和成本效益。它代表了高性能镁离子电池发展的重要一步。”在广泛的循环测试中，研究小组发现，即使在零下（-22°C）的极端条件下，准固态镁离子电池在900次循环后仍能保持90%的容量。最新研究结果已于近期发表在了《科学进展》上。

          值得一提的是，这种电池还不易燃，耐高压负荷，这使它成为消费电子产品的有希望的候选者，即使在寒冷的气候下也是如此。研究人员说：“我们研究的先进电解质发展策略，在镁离子电池之外，也有潜力扩展到其他多价金属离子电池，如锌离子和铝离子电池。我们相信，这项研究将为下一代能源存储解决方案铺平道路，这些解决方案不仅高效而且环保。”