如今，锂电池已经成为人们日常生活中不可缺少的设备。广泛应用于手机、电脑、可穿戴设备、新能源汽车等领域。它几乎是“到处都是锂”。然而，锂电池也有明显的缺点：生产锂电池的成本高，原材料储备少。有鉴于此，许多国家的政府和企业都加快了步伐，规划了“后锂电池”时代。例如，欧洲的一些机构致力于开发镁电池和锌电池，而宁德时代已经推出了钠电池。正如日本经济新闻杂志网站在最近的一份报告中指出的那样，围绕锂电池替代品的全球竞争已经开始！
锂电池诞生于20世纪60年代，90年代由日本索尼公司开始商业化。与“前辈”镍氢电池和铅酸电池相比，它能储存更多的电能。现在它已经飞入普通百姓的家中，广泛应用于新能源汽车、个人电脑、智能手机等产品；它还可以储存太阳能和风能，使一个没有化石燃料的世界成为可能。
鉴于锂电池对人类的巨大贡献，2019年，三位“锂电池之父”获得了诺贝尔化学奖，锂电池成为当今电池行业的“领头花”。
但是锂电池最大的缺点是成本高。这对智能手机很有好处。如果你需要大规模储存电能，你需要一个相应的大电池。根据日本经济产业省的数据，使锂电池储能系统的储能成本达到23000日元（约1280元）/kW是一个梦想，与抽水蓄能电站的储能成本相同。
此外，锂电池原材料锂、镍和钴的原产地分布极不均衡，全球锂和钴矿床无法充分用于生产。地壳中锂的储量为0.0065%，全球储量仅为8600万吨；相比之下，钠、镁、锌的储量要高得多：地壳中钠的储量为2.74%，仅中国柴达木盆地的钠盐储量就达3216亿吨；地壳中镁的含量高达13.9%。因此，科学家们把重点放在镁、锌和钠等元素上。例如，英国的剑桥大学、丹麦和以色列的著名理工科大学以及德国和西班牙的研究机构联合发起了一个名为“欧盟镁互动电池社区”的研究项目（E-Malk）。这项由欧盟基金支持的为期四年的前瞻性项目旨在开发能量密度超过1000瓦时/升（相当于锂电池的两倍）的环保型可充电镁电池。研究人员说，电池使用金属镁作为负极。由于一个镁离子携带两个电子，镁电池的容量比只能携带一个电子的锂离子电池的容量翻了一番。目前，研制成功的镁电池可充放电500次以上。据报道，在2020，休士顿大学Yao Yan教授和北美洲丰田研究中心的研究小组成功开发了一种非常有前途的高能镁电池。其潜在应用包括电动汽车、可再生能源系统的蓄电池等。尽管电池仅连续充电和放电200多次，研究团队认为，他们找到了更安全、更高性能镁电池的研究方向：正极采用有机化合物，负极采用芘四酮（PTO），实现快速可逆的氧化还原过程，而基于硼团簇的弱配位电解质使离子移动更快。这种先进的阴极和电解液设计对镁电池的发展具有重要的指导意义，并将加速镁电池技术的商业化。
此外，日本东京都会大学的一位教授开发了一种电池，其正极为氧化锰，负极为金属镁。《日本经济新闻》报道，尽管镁电池的性能与锂电池相比仍处于较低水平，但其潜力值得挖掘。今后，研究者将重点关注电解液的改性，加强电极材料的研究。锌和镁一样引人注目。日本东北大学副教授hiroming Kobayashi和Ben Jiange教授开发的新型锌离子电池使用水溶液作为电解液，以取代传统的有机溶剂，降低电池着火的风险。美国西北太平洋国家实验室和德国明斯特大学的研究人员还合作开发了一种由锌阳极、天然石墨阴极和双离子盐水溶液组成的“锌金属双离子电池”。
今年7月，中国宁德时报发布了一款具有世界上最高能量密度和超快充电特性的钠电池（80%可在15分钟内充电）。预计宁德时报将继续提高钠电池的能量密度，并有望在2023年形成基本产业链。
虽然各种替代技术的研究正在如火如荼地进行，但从目前的发展情况来看，无论是镁电池、锌电池还是钠电池，在技术和材料上仍有许多问题有待解决。例如，镁离子体积小、电荷密度高、极化强，很难嵌入到大多数基体中形成嵌入化合物。因此，阴极材料的选择是有限的。有鉴于此，一些科学家致力于深入挖掘锂电池的潜力，提高锂电池的性能，开发质量更好的锂电池。