实验室中正在进行测试的液态金属材料。
液体金属电池产品示意图。
LMB的结构及其充放电过程示意图。
如今，全世界储能领域研究有许多重大进展。
有些新材料正处于由示范转向商业化初期的阶段，如钠离子电池、液流电池、固态电池、金属空气电池等；有些已经实现大规模商业化，如锂离子电池。
而液态金属材料因其优异的物理、化学特性，被应用于消费电子产品、新能源汽车产品、储能产品、耳机等领域，并在医疗器械、智能制造、高端体育器材及航空航天等展现出广阔的应用前景。
液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物，是一种不定型金属。
液态金属电池（LMB）作为新兴的电化学储能技术，是由三层液体组成的电化学电池，负极用镁（后改用钙），正极用锑，电解质为熔盐（MgCl2:NaCl:KCl50:30:20mol%）。
液态金属电池由于液态电极摆脱了传统固态电极材料的循环寿命短、热失控等问题，以及液态电极独特的传质与反应动力学特性，让它具有大容量、高功率等优点。
除此之外，电池还具有结构灵活、成本低、制造方便、循环寿命长等优势，因此这类电池在储能方面有着非常广阔的前景。
近年来，随着储能行业的发展，越来越多的公司和研究者者开始关注液态金属电池技术，因此其负极和正极都得到较大的扩展。
如LMB的负极可采用低电负性、低密度的碱金属或碱土金属（锂、钠、镁、钙、钾等），正极可采用较高电负性、较高密度的金属或者类金属（铋、锑、锡、碲、铅等），电解质则采用低成本、高电导率、高安全性、密度介于正负极之间的二元或多元熔融卤素无机盐。
电池放电过程中，负极金属（如钙）失去电子，被氧化进入电解质中，再经由电解质迁移至正极，进一步与从外电路传导至正极的电子结合，并与正极（如锑）发生合金化反应，形成钙-锑合金；充电过程则与之相反。
在工作温度下，正、负极和熔盐电解质均处于液态，三者由于密度的不同自动分层。
得益于独特的液-液界面，其动力学传输特性极为优异，即便在2A/cm2的高电流密度下也能保持较高的能量效率运行。
由于使用的是液态金属电极，完全消除了枝晶生长的问题，全液态结构使得其在充放电过程中电极结构具有高的自愈性、使得液态金属电池寿命很大及安全性能很高，因此可以长期安全运行，预计电池寿命可以达到15~25年。
据现有研究，液态金属电池技术可以使其电池续航系统持续4~24小时并且比锂离子电池便宜。
研究还表示，这些电池可以在任何气候条件下安全运行，无须空调辅助，在最小退化率情况下，可以使用20年以上。
液态金属电池按照负极金属可分为镁基电池、锂基电池、钙基电池、钠基电池等。
镁基电池首次验证了LMB的体系，由于其工作温度高（700℃）、开路电压低、成本相对较高，因此不具备实际应用价值。
锂基电池具有较高的能量和功率密度，且锂基熔融卤化物盐离子电导率高，同时锂（熔点180℃）和锂基卤化物共晶盐较低的熔点，使得锂基电池可以在较低的运行温度下工作，因此锂成为一种具有吸引力的LMB负极选择。
钙基电池成本很低，同时钙的充放电过程为双电子转移，因此有望实现更高能量密度，但钙的熔点较高（842℃），同时钙在其熔融卤化物中具有较高的溶解度，直接采用钙作为负极构建的电池无法正常工作，因此需要构建钙-镁合金作为负极来降低负极的熔点和抑制钙在熔盐中的溶解。
钠基电池整体成本远远低于锂基电池。
并且由于金属钠熔点较低（98℃），构建低温化体系方面相较于钙基电池更具有优势。
钠在熔融卤化钠盐中溶解度较高，导致电池自放电严重，材料利用率低，难以稳定运行较长时间，距离实际应用尚有较大的难度。
对于LMB正极材料，在锑基正极的研究初期，通常采用正极合金化的方法降低LMB的工作温度以及成本。
如针对传统锑基电极运行温度高，材料利用率低的问题，2014年《自然》报道了基于合金化电极设计思路的新型锂锑铅电池体系，将工作温度从700℃降至450℃，有效推动了液态金属电池的实用化。
对于铋基正极，研究主要集中于熔盐电解质的优化设计，以达到降低工作温度的目的。
对于碲基正极，针对碲在熔盐电解质中的溶解导致电池的低库伦效率以及容量的衰减问题，采用合金化方法抑制其溶解，但是该体系循环稳定性仍需进一步提升。
目前，越来越多的液体金属电池体系被用于电网规模的储能。
在LMB工作温度范围内（200~600℃），其能量密度和材料成本已经分别达到约为100~200Wh/kg和60~300美元/千瓦时，满足产业化初期的基本要求。
部分高温液态金属电池已初步实现商业化，新兴的中低温/室温液态金属电池尚处于研究初始阶段，仍面临着循环稳定性、经济性等多方面挑战。
液态金属除了应用在储能电池领域外，凭借其极佳的电性能和热力学性能，在电学性能和热力学性能要求较高的行业也成为首选，如电子增材制造及散热器、生物医疗、航空航天等领域。