在開始今天的話題之前，我們先來看看普通鋰離子電池內(nèi)部是如何工作的。一般來說，鋰電池都依靠鋰離子在陰陽極之間來回搬運電子，產(chǎn)生電流供外部電子設備使用。當鋰電池放電時，鋰離子先在陰極和電子結合，隨后將“裝載的電子運送到陽極并卸下貨物，形成閉合回路，產(chǎn)生電流；同理，放電后鋰離子聚集在陽極，當施加外部電流時，“滿載電子的鋰離子在脫離陽極后，逆向重新返回陰極。因此，當所有離子都處于高能狀態(tài)時，也就意味著這塊電池已經(jīng)滿電。

可充式鋰電池的放電機制

之所以把鋰離子搬運電子的過程和貨物運輸進行類比，因為需要運送的物品通常都整齊碼放在集裝箱里，而大量的電子則形成有指向性的電流。由于一般鋰電池中的鋰離子都是以1價電子的形式（Li1+）存在的，因此它只能同一個電子結合，不過金屬鎂可就另當別論了。通常情況下，鎂離子都以2價正離子（Mg2+）的形態(tài)存在，這意味著它如果在電池中充當“搬運工的話，每次最多可攜帶兩枚電子。所以，理論上來講，如果兩塊電池分別使用了同等密度含量的鎂離子和鋰離子，使用鎂離子作為傳遞電子介質(zhì)的電池能量存儲密度將是鋰電池的兩倍。

但話又說回來了，誰都知道理論這玩意兒放到現(xiàn)實情況它并不一定適用。首先，最關鍵的問題在于，當鎂離子和兩個負1價的電子結合時，整個原子核就擁有了兩倍的負電荷，而負電荷量越多，吸引其他鎂離子的能力也就越強。因此，當鎂離子攜帶著兩倍的電荷，要在充滿電解液的兩極之間運動的話，速度自然慢了很多。

不過有研究顯示，科學家擔心的這個問題恐怕并不會造成太大的影響。根據(jù)該報告的實驗成果，其證明了鎂離子最多只會受到四個相鄰離子的“束縛，這意味著當鎂離子在電池兩極穿行時，能夠影響其運動的其他離子的最大數(shù)量要比之前預估的少，因此要解決這個問題似乎并不需要花費太多周折。

電腦模型顯示電解液中的鎂離子只會受到相鄰四個其他離子的影響