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镁电池面对的技术难题和挑战主要有三点：

1. 适合的负极材料：因为镁的化学活性高，在绝大部分溶液中极易形成不传导的钝化膜，这类钝化膜致密，二价镁离子难以经过，使得镁离子难以溶解或者沉淀，限制了镁的化学活性。镁电池负极当前多为镁金属或合金，其余报导较少，需要不停研发新系列的合用材料。

2. 适合的正极材料：镁离子体积小，电荷密度大，极化作用强，很难插入到很多基质中去，较难形成嵌入式化合物，所以能够供选择的正极材料受限，与商品化成熟的锂离子电池对比暂无明显优势。因为镁主要在正极材料中进行嵌入和脱嵌，所以正极材料的主要研究方向是找出能使镁离子进行可逆的插入与脱嵌，并能在电解液中稳固存在的材料。当前正极材料的选择一般集中在无机过渡金属氧化物、硫化物、硼化物、磷酸盐以及其余化合物上边。

3. 靠谱的电解质：因为镁与水发生反应，一般采纳非水极性质子有机溶剂，加入无机盐或有机盐组成电解质溶液。关于溶剂的基本要求是：导电率高、电位窗口宽等。镁的可逆沉积必须在无钝化膜的前提下进行。寻找一种电解液体系能够满足高效率的可逆沉积，并具有较宽的电化学窗口以及高的电导率是今后研究的方向。。。。。。但是有机电解质在充放电的过程中可能会放出气体，具有一定的安全隐患。目前电解液体系还不是很稳定，在不同程度上存在着一些缺点。