對高重量比能量的拼命追求導致了對體積能量密度的忽視，而體積能量密度是電池的基本要求之一。由于鎂金屬的高體積容量、不容易形成枝晶和低還原電位，可充鎂金屬電池被認為具有天生的高體積能量密度。然而，能量密度的顯著提高受到極其過量的鎂金屬負極的影響。

圖1. 電解液對鎂電池循環壽命的影響

華中科技大學王成亮、毛明磊、中國科學院物理研究所索鎏敏等采用Mg₂Mo₆S₈-MgS復合正極合理地設計了一個無負極的概念，其中MgS作為預氧化添加劑在循環過程中不斷分解，以補充新鮮的Mg來彌補電解液腐蝕造成的Mg損失。Mg₂Mo₆S₈和MgS都作為活性材料，可逆地提供高容量。在復合正極中，Mg₂Mo₆S₈催化MgS的分解，以釋放更多的Mg庫存并降低轉換滯后。

同時，Mg₂Mo₆S₈對多硫化物有很強的吸附力，抑制了它們的溶解，有助于實現穩定的循環。此外，在無負極的Mg₂Mo₆S₈-MgS/Cu電池中形成的Mg²⁺導電和電子絕緣的SEI可保護鎂金屬不受電解液的持續腐蝕，從而提高了循環性能。

圖2. 在無負極Mg₂Mo₆S₈-MgS/Cu電池中Mo₆S₈在MgS上的電化學活化和Mg金屬負極的界面化學作用

因此，無負極的Mg₂Mo₆S₈-MgS/Cu電池的可逆容量可達190 mAh g^-1，并在100次循環后容量保持率為92%。經計算，這種無負極鎂電池的體積能量密度是極具競爭力的，為420Wh L^-1。

隨著更多高性能正極和電解液的發現，體積能量密度將進一步加強，從而有望實現鎂電池的實際應用。這項工作將作為一個引子，點燃對無負極鎂電池的巨大研究前景。

圖3. 無負極的Mg₂Mo₆S₈-MgS/Cu電池的電化學性能

The Proof-of-Concept of Anode-Free Rechargeable Mg Batteries. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202207563