日本東北大學積極推動鎂蓄電池的正極材料開發，並針對有望成為理想材料的硫黃系材料、氧化物系材料，提出了有助於改善材料性能之設計指引提案，並分別製作出高容量且能提高充放電速度的液體硫黃/硫化物複合材料(硫黃系)，以及可大幅提升循環特性之缺陷尖晶石型構造的鋅錳系材料(氧化物系)。
為了提高導電性，硫黃系材料有與導電性物質複合化的必要。而東北大學提案的新材料有別於使用製程繁雜的碳系材料，係讓金屬元素成分從金屬硫化物中電化學性地脫離，由液體硫黃(活物質)與多孔性硫化物組成的複合體。多孔性硫化物可確保導電性，將硫黃封閉於正極內，則可防止溶出至電解液。研究團隊利用以二硫化鐵(FeS2)為出發材料的複合材料，並以150℃左右的離子液體做為電解液，進行了充放電特性評估，並確認電流密度在硫黃基準時為1,246 mA/g，與氧化物正極(10～20 mA/g)相比，可實現約100倍的高速充放電，容量也達到約900 mAh的高水準。
另一方面，在氧化物系中具有三次元網絡構造的尖晶石型材料被視為有望材料，但仍有循環特性的問題有待解決。東北大學評估了各種材料組成，但經過10～30次的充放電後，仍會產生顯著容量降低的狀況。評估原因是因為鎂離子的插入，產生岩鹽型構造的相轉移，進而妨礙了充放電的進行。對於此問題，研究團隊為了導入鎂離子的新擴散路徑與收納部位(Site)，而將焦點放在尖晶石型構造之八面體部位的陽離子缺損構造。透過利用ZnMnO3，確認維持在2～3V的高電位、約100mAh容量的同時，實現了超過100循環的充放電。由於不使用鈷，將可望有助於降低成本。
上述材料係為了評估正極的性能，電解液使用了150℃的離子液體，而做為電池進行評估之際，則需要有對正極、負極均具有適合性的電解液。為解決此項課題，今後研究團隊將展開產學合作，以期達到實用化。