1、全固态锂离子电池
2、高能量密度的三元材料电池
在众多制备方法中，共沉淀法与高温固相法结合是的主流方法。首先采用共沉淀法，得到原料混合均匀、材料粒径均一的前驱体，然后经过高温煅烧得到表面形貌规整、过程易于控制的三元材料，这也是目前工业生产中所采用的主要方法。喷雾干燥法较共沉淀法过程简单，制备速度快，所得材料形貌并不亚于共沉淀法，有进一步研究的潜力。高镍三元正极材料的阳离子混排和充放电过程中相变等缺点，通过掺杂改性和包覆改性能够有效得到改善。在抑制副反应发生和稳定结构的同时，提高导电性、循环性能、倍率性能、存储性能以及高温高压性能，仍将是研究的热点。
作为锂离子电池的重要组成部分，负极材料，直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。硅是目前已知比容量（4200mAh/g）最高的锂离子电池负极材料，但由于其超过300％的体积效应，硅电极材料在充放电过程中会粉化而从集流体上剥落，使得活性物质与活性物质、活性物质与集流体之间失去电接触，同时不断形成新的固相电解质层SEI，最终导致电化学性能的恶化。为了解决这一问题，研究者进行了大量探索与尝试，其中硅碳复合材料就是很有应用前景的材料。
炭材料作为锂离子电池负极材料在充放电过程中体积变化较小，具有良好的循环稳定性能和优异的导电性，因此常被用来与硅进行复合。在炭硅复合负极材料中，根据炭材料的种类可以将其分为两类：硅与传统炭材料和硅与新型炭材料的复合，其中传统炭材料主要包括石墨、中间相微球、炭黑和无定形碳；新型炭材料主要包括碳纳米管、碳纳米线、碳凝胶和石墨烯等。采用硅碳复合，利用炭材料的多孔作用，约束和缓冲硅活性中心的体积膨胀，阻止粒子的团聚、阻止电解液向中心的渗透，保持界面和SEI膜的稳定性。
4、高电压高容量富锂材料
2013年，宁波材料所发展了一种新颖的气固界面改性技术，让富锂锰基正极材料颗粒表面形成均匀氧空位，从而大大提高了该材料的首次充放电效率、放电比容量和循环稳定性，有力的推动了富锂锰基正极材料的实用化进程。
虽然高电压锂电池材料越来越受到重视，但是在实际生产应用中，这些高压正极材料仍无法达到良好的效果。最大的限制因素是，碳酸酯基电解液电化学稳定窗口低，当电池电压达到4．5（vs．Li/Li＋）左右时，电解液便开始发生剧烈的氧化分解，导致电池的嵌脱锂反应无法正常进行。开发耐受高电压的电解液体系成为推动这种新型材料实用化的重要环节。
通过开发和应用新型的高压电解液体系或者高压成膜添加剂来提高电极/电解液界面的稳定性是研发高电压型电解液的有效途径，从经济角度来说，后者往往更受青睐。这种提高电解液耐受电压能力的添加剂一般包括含硼类、有机磷类、碳酸酯类、含硫类、离子液体及其它类型添加剂。含硼类添加剂有三（三甲基烷）硼酸酶、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂、四甲基硼酸酯、硼酸三甲酯以及三甲基环三硼氧烷等。有机磷类添加剂包括亚磷酸酯、磷酸酯类。碳酸酯类添加剂包括含氟皖基化合物。含硫添加剂包括1，3－丙磺酸内酯、二甲磺酰甲烷、三氟甲基苯硫醚等。离子液体类添加剂包括咪唑和季磷盐类。
6、耐高温隔膜
除了宁波材料所，2015年，三菱树脂在隔膜上涂布高耐热性无机填充物，使隔膜在220℃的温度下仍然能保持适当的电阻值，阻断电流的通过。
锂硫电池是以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极的一种锂电池。与一般锂离子电池最大的不同是，锂硫电池的反应机理是电化学反应，而不是锂离子脱嵌。锂硫电池的工作原理是基于复杂的电化学反应，到目前为止，对硫电极在充放电过程中形成的中间产物还未能进行突破性的表征。一般认为：放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程。
锂硫电池最大的优势在于其理论比容量（1672mAh/g）和比能量（2600Wh/kg）较高，远高于目前市场上广泛使用的其它类型锂离子电池，而且由于单质硫储量丰富，使这种电池价格低廉且环境友好。然而，锂硫电池也具有一些缺点：单质硫的电子导电性和离子导电性差；锂硫电池的中间放电产物会溶解到有机电解液中，多硫离子能在正负极之间迁移，导致活性物质损失；金属锂负极在充放电过程会发生体积变化，并容易形成枝晶；硫正极在充放电过程中有高达79%的体积膨胀/收缩。
解决上述问题的主要方法一般从电解液和正极材料两个方面入手：电解液方面，主要用醚类的电解液作为电池的电解液，电解液中加入一些添加剂，可以非常有效的缓解锂多硫化合物的溶解问题；正极材料方面，主要是把硫和碳材料复合，或者把硫和有机物复合，可以解决硫的不导电和体积膨胀问题。
8、锂空电池
2015年，剑桥大学格雷开发出了高能量密度的锂空气，充电次数“超过2000次”，能源使用效率理论上超过90％，使锂空气电池的实用化又向前迈进了一步。早在2009年，IBM公司于启动了一项可持续发展的交通项目，来开发一种适合于家用电动汽车的锂空气电池，希望一次充电能行驶约500英里，近期日本旭化成和中央玻璃公司也加入了这一项目，科研机构与知名公司在锂空气电池领域的研发必将极大促进这一电池技术的应用。(来源： 新能源Leander)