无隔板镁电解槽是熔盐电解法生产金属镁的主要设备，其生产主要耗能为电能。随着社会和科技的不断发展，节能降耗、高效高产越来越受到人们的重视。本文在能量平衡的基础上改变电解槽结构参数，分析、归纳、总结影响规律，得到高生产能力、低能耗的电解槽。　　 在生产过程中，良好的镁电解槽电、热场分布可以提高电解槽电流效率、降低吨镁直流电耗、延长电解槽寿命、提高电解槽的稳定性。本文采用大型有限元分析软件ANSYS耦合求解电场、热场，以120kA电解槽为例，建立稳态条件下无隔板镁电解槽三维1/2整槽模型，分析边界条件，对电场、热场进行整体计算，得到镁电解槽电热场分布，并且分析了镁电解槽各部分组件的热平衡情况。由于镁电解槽阳极头散热量占总能量损失比例较大，本文重点针对阳极尺寸进行优化，分析了阳极宽度、长度和厚度变化对电解槽能耗的影响，得到优化的电解槽阳极尺寸。本文通过优化电解槽电热场，设计了250kA电解槽，为今后大电流强度镁电解槽的放大设计提供参考。