对镁二次电池研究取得重大突破的是在2000年，Aurbach等以0.25 M的Mg(AlCl2BuEt)2/THF溶液为电解液，以MgxMo3S4为正极组装成的首个镁二次电池，成功循环3500圈。研究镁二次电池的电解液主要都采用这种有机卤代铝酸镁的THF溶液，而正极材料MgxMo3S4由于分子量过大会降低整体的能量密度，不适合如今的发展趋势。
人们对镁二次电池的研究还处于初级阶段，所开发的正极嵌入材料并不多，而且大部分循环性能不佳。在电解液方面仍面临如何提高电导率和稳定性的问题。因此寻找合适的电解质电解液体系和正极材料是镁二次电池研究的关键。对于新型锂二次电池如锂硫电池、锂空电池等的研究，也给镁二次电池的研究以启示。镁硫电池有着超过4500W h/L的理论体积能量，镁空电池更高达14046W h/L，第一个可循环的镁硫电池诞生于2011年，而镁空电池还面临更多的挑战。
