鋰離子電池比能量高，循環(huán)性能好，在消費電子領域取得了巨大的成功，但是鋰離子電池也是高成本的代名詞，特別是在電動汽車這種對鋰離子電池有著巨大需求的領域，對鋰離子電池的成本將更加敏感。但是受限于原材料價格高企，特別是碳酸鋰、Co和Ni等原材料在近期都有較大幅度的價格上漲，鋰離子電池目前的成本降低的空間有限。

為了降低單位Wh的成本，人們開發(fā)了多種高能量密度的蓄電池，例如Li-O2電池，理論比能量可達3600Wh/kg（2Li++O2+2e-=Li2O2，2.96VvsLi/Li+），遠高于鋰離子電池，并且具有環(huán)境友好等特點。為了進一步降低成本，人們還以Na，Zn等替代金屬Li，開發(fā)Na-O2和Zn-O2電池，目前這些技術還都處在基礎技術研發(fā)階段，目前主要研究主要集中在金屬-電解液界面研究和放電產物研究等方面，其中Li-O2電池開發(fā)難度較小，研究比較充分，有希望能在短期內進行應用。

此外Li-S電池也是研究的熱點，S的理論比容可達1672mAh/g，理論比能量達到2600Wh/kg，雖然遜色于Li-O2電池，但也要遠遠高于鋰離子電池。目前Li-S電池存在的主要問題是，S的導電性差，接近絕緣體，體積膨脹大（80%），S正極的嵌鋰產物會溶解在電解液里，在正負極之間穿梭，導致容量快速衰降，循環(huán)和儲存性能差。目前鋰離子電池上常用的酯類電解液由于存在較多的副反應而無法在Li-S電池上應用，所以Li-S電池一般采用醚類電解液，導致電池的高溫性能很差。為了克服上述問題，研究者分分采用S納米化、表面包覆改性和全新的固態(tài)電解質等方法克服，目前Li-S電池的研究已經取得了許多重要的進展，因此Li-S電池也是最有希望在短期內取代鋰離子電池的高比能儲能體系。

儲能領域從來都不缺乏攪局者，最近幾年新興的雙離子電池就是其中之一。與鋰離子電池的正負極之間只有Li+在參加反應不同，雙離子電池的充電的過程中，陰離子在電場的作用下向陽極遷移，嵌入到陽極結構之中，陽離子向陰極遷移，嵌入到陰極之中，放電的過程則與之相反，陽極和陰極中的離子脫出，回到電解液中，恢復電解液的濃度。

目前雙離子電池使用的正極材料主要是石墨材料，其實陰離子能夠嵌入到石墨結構中早在1938就由Ru？dorff和Hofmann發(fā)現(xiàn)，但是由于陰離子的嵌入電勢較高，因此早期的雙離子電池的電解液使用高濃度的酸溶液作為電解液，這會帶來很大的安全隱患。直到90年代，隨著鋰離子電池的商業(yè)化應用，人們發(fā)現(xiàn)如果將鋰離子電池的正極替換為能夠嵌入陰離子的石墨類材料，可以獲得較高電壓的雙離子電池。隨后的幾十年人們開始對雙離子電池展開了深入的研究，特別是對陰離子嵌入到石墨結構中的機理進行了深入的研究。