要实现低碳社会，既要有效利用自然能源，又要将产生的能源储存起来。目前，锂离子电池的能量密度最高，但也面临着长期稳定供应等资源问题。
镁二次电池作为不依赖锂资源的下一代电池设备之一，近年来受到了人们的广泛关注。然而，目前对阳极材料的研究大多局限于充电用的镁金属。(反应:Mg沉积/放电反应:Mg溶出)。
因为在充电过程中，镁不会像针一样生长，所以从根本上避免了锂金属负极内部短路、电池热失控等问题。此外，金属镁具有较高的理论容量(2205 mA h g)，是一种极具潜力的负极材料-1)然而，由于镁金属表面被电解溶液的分解钝化，在充电和放电过程中不容易反复引起镁的可逆沉积-剥离反应。目前，研究主要集中在研究电解质溶剂和盐的组成，这些电解质溶剂和盐可以高效和可逆地进行该反应。如果镁２＋可以插入石墨层之间的成分达到MgC6和李的方式一样+因此两个电子同时移动，就有可能获得两倍的容量(744 mA h g)-1)是LIB系统的一部分。如果能够实现，这种电化学反应是非常有吸引力的。
活性材料的典型电化学测试（离子储存容量评估测试）通常使用双电极电池进行，该电池具有工作电极（带有活性材料、粘合剂和导电添加剂干膏的多孔电极）和用作离子电源的对电极（在本例中为金属Mg）。为了正确掌握由活性材料组成的工作电极的电位信息，可使用参比电极在三电极电池中进行试验。氧化反应和还原反应总是成对发生。换言之，在上述两个电极电池（即工作电极）中对石墨进行充电时，需要镁金属对另一个电极进行剥离（氧化反应）（还原反应/Mg亚博网站下载２＋插入反应)。
另一方面，有报道称，Mg的沉积和溶出反应伴随着较大的过电位。因此，神州大学工学院材料化学系的清水正弘助理教授和喜井进教授领导的研究小组表示:亚博网站下载“我们考虑到一个事实，我们可能忽略了Mg２＋在使用双电极池的测试中，没有插入石墨层之间是对电极Mg金属的剥离反应没有进行充分。对镁的电化学插入进行了一些研究２＋在石墨层之间，尽管数量很少。然而，当插入量转换为电容量时，大约为30 mA h g-1. 此外，有证据表明２＋是插入层之间没有充分显示。通过对试验条件的回顾和对石墨连续施加还原电流，可以电化学地插入Mg２＋在石墨层之间，即使它不是Mg２＋单独存在，但被溶剂作为配体包围。证实了石墨的阶段结构随插层剂用量的增加而变化，并随着插层反应石墨变蓝。由于这些东西到目前为止还没有被证明，通过回顾测试条件，我们能够证明石墨镁二次电池负极的可能性，这是本研究的一个显著成就。”
溶剂中含有镁２＋在大气中很活跃，所以很难追踪它的结构变化和反应。此外，由于Mg及其电解质受到水的不良影响，这引发了副作用，很难彻底地进行测试，确保水分被充分地去除。然而，该研究小组证实，Mg２＋可以电化学地插入石墨层之间，即使当溶剂作为配体包围它时，石墨也会随着插入反应而变蓝。他们成功地获得了约200 mA h g的相对较大的可逆容量（放电容量）-1．
目前,毫克２＋石墨层间的电化学存储仅限于在溶化Mg状态下的插入２＋是配体，而不是离子。本研究证实插层反应具有良好的重现性，但此时的脱插(相当于放电反应)反应不易进行。即使病情恶化，也会在几个周期内恶化。除非这能被有效和可逆地推进，否则它将不能作为负极活性材料。此外，由于层数(存储空间)有限，研究小组认为通过插入Mg可以获得更高的充放电容量２＋用配体取代体积较大的离子态。神州大学的研究小组旨在解决上述问题。
来源:https://www.shinshu-u.ac.jp/english/