很多人喜欢能够储存大量电能的锂电池，但这种迷恋可能就要在今天画上句号了。因为欧洲的一些研究机构正在以2030年为目标加快研发镁离子电池和锌离子电池。上世纪90年代问世的锂电池会就此失去C位吗？
“我们正在研究突破性的技术，用来制造大容量且对环境友好的镁电池。”英国剑桥大学、丹麦和以色列的知名理工科院校、德国和西班牙的研究机构共同发起了一个名为“E-Magic”的镁电池研究项目。他们得到了欧盟的资金支持，目标是研发能量密度超过每升1000瓦时、相当于锂电池2倍的镁电池。
1991年索尼投入商用的锂电池储存了比传统的镍氢电池和铅酸电池更多的电能。随着在电动汽车、电脑和智能手机上的普及，锂电池技术也在2019年获得诺贝尔奖，成为今天蓄电池行业的当家产品。
但是锂电池也有一个巨大的弱点，就是成本高。如果只是用在智能手机上还好，但是要大规模储存电能的话，就需要相应的大型电池。
经济产业省的资料显示，如果想让锂电池蓄电系统的蓄电成本达到与抽水蓄能电站持平的1千瓦时2.3万日元（约合1280元人民币），简直就是痴人说梦。
要实现可再生能源蓄电系统的普及，占到系统造价一半的电池就必须大幅降价。目前生产的锂电池电能储量已经接近极限，而且原材料锂和钴的产地分布不均。全球的锂和钴矿藏并不能完全投入生产。
令人联想到魔法的E-Magic项目之所以吸引眼球，就是因为他们研发的镁电池更易于控制成本。这种电池以金属镁作为负极，由于一个镁离子携带两个电子，被称为多价离子电池的这种特征就是指负责充电或放电的电子数量更多，与只能携带一个电子的锂离子相比，电池的容量翻了一番。据研究人员介绍，目前研制成功的镁电池已经可以反复充放电500次以上。
未来，研究人员将着重解决电解液的改性和加强电极材料的研究。虽然目前镁电池的性能与锂电池相比还处在望尘莫及的水平，但其潜力值得一搏。
在美国，休斯敦大学和北美丰田研究院成功研发出一种新型镁电池。虽然眼下连续充放电只有200余次，但研究团队对此抱有很高期待，认为他们已经为更安全、性能更高的镁电池找到了研究方向：电池的正极使用有机化合物，离子运动的电解质中加入弱配位的硼团簇基。
在日本，东京都立大学教授金村圣志野研发出正极使用氧化锰、负极使用金属镁的电池。
和镁同样引人注目的还有锌。日本东北大学副教授小林弘明和教授本间格研发的新型锌离子电池使用了水溶液作为电解液，取代了传统的有机溶媒，降低了电池起火的风险。
锂电池的替代产品需要解决降低成本和提高寿命等课题。不仅要在电极的外形方面下功夫，还必须找到最适合制造电极的候选元素。
如果下决心放弃使用位于元素周期表左上方的锂的话，谁会成为接班人？会是在锂右下方的镁吗？还是离得更远的锌和铝？也许是哪个意想不到的元素能够制造出划时代的电池。围绕着元素的智慧比拼已经开始。
多价离子电池的研究已在美国取得进展，但首先是日本企业冲在前面。曾经的锂电池虽然是日本企业开行业之先，却被中国和韩国企业后来居上，占据了更大的市场份额。多价离子电池的研发竞争同样也吹响了霸权争夺战的号角。
