据《科学美国人》杂志解析，全球科研工作者正在努力探索不同的技术路线，如锂硫电池、镁电池、空气电池、液流电池等。
2013年，美国化学工程师埃尔顿·凯恩斯基于锂硫技术研制出一种仅硬币大小的新型化学电池，在美国劳伦斯伯克利国家试验室经历1500次充放电循环后，电池容量只损失一半。据解析，由于金属锂负极的使用，理论上锂硫电池能量密度是锂离子电池的5倍多。制造电池的PolyPlus公司在践行中发现，新增硫和减少电解液会使电池更容易坏掉。不过英国Oxis能源公司看好锂硫电池的前景，正在努力开发高能量密度且可使用于电动汽车的锂硫电池。
一些研究者认为，相比锂，下一代电池应当使用更重的元素，比如镁。相比于一价的锂离子，二价的镁离子能携带两个电荷，这意味着可以释放的电能提高了一倍。不过，携带两个电荷的镁离子移动速度缓慢，难以通过电解液和电极，就像是在黏稠的糖浆中穿行。
美国劳伦斯伯克利国家试验室材料科学家克里斯廷·佩尔松和麻省理工学院材料科学家赫布兰德·塞德成立Pellion技术公司研发高容量镁电池。其2013年底公开的一大批专利声明，他们正在研发更开放的电极结构，促使镁离子快速传输。各大电子产品公司包括丰田、LG、三星和日立等，都在研发类似的镁电池。
