現有體系下，電池能量密度的理論極限為300Wh/kg，如果要達到2025年，新體系動力電池技術取得突破性進展，單體比能量達500Wh/kg，有前景的方案包括固態鋰電池、鋰硫電池和鋰空氣電池等新的電化學體系電池。

固態電池大規模商用的可能性最高，因為固態鋰電池和液態鋰電池在工作原理上并無區別，只是電解質為固態與液態的區別。由于固態電池不再使用石墨負極，而是直接使用金屬鋰負極，所以大大減輕負極材料用量，使得整個電池的能量密度明顯提高。目前實驗室已試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態電池，安全性能也比較高，不過該種電池體積較小，成本較高，目前僅在蘋果手機等高端小巧設備上有應用。

鋰硫電池的能量密度最高，目前實驗室試制的鋰硫電池比能量密度可達500Wh/kg，硫作為正極材料理論比能量高達2600Wh/kg，且單質硫成本低、對于環境友好，但是，鋰硫電池在試制過程中有諸多技術難題無法突破，包括安全性、倍率性能和循環穩定性等。鋰硫電池應用前景廣闊，環境友好，如果試制成功，無異于一場革命，新能源汽車將會迅速取代傳統燃油汽車。

鋰空氣電池的續航里程最長，單次續航里程可達2000公里，不僅如此，鋰空氣電池比能量有望超過700Wh/kg。金屬空氣電池是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發生氧化還原反應而產生電能的一種特殊燃料電池。鋰空氣電池的比能量是鋰離子電池的10倍，體積更小，重量更輕。但是鋰金屬過于活潑，碰見水蒸汽馬上會發生劇烈氧化還原反應，其安全性、穩定差。鋰空氣電池的應用還有諸多技術難關要攻克。