金屬-空氣高能電池:以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，金屬作為負極活性物質(zhì)的電池。

鋰-非水電解質(zhì)溶液高能電池:鋰的電化學當量約為鎂的二分之一，因此作為高能電池的負極，鋰比鎂更優(yōu)越。但鋰與水要激烈反應，須采用有機溶劑或非水的無機溶劑來配制電解質(zhì)溶液，再加入無機鹽使之導電。使用的正極材料重要有固體氟化物、氯化物、氧化物、硫化物。這些電池的理論比能量大都在1000瓦時/千克以上。其實際比能量也比較高。例如鋰-氟化銅(Li/CuF2)電池在放電電流密度為2毫安/厘米2時,實際比能量可達250瓦時/千克。由于有機電解質(zhì)溶液的比電導小，電流密度不能提高,因此鋰-非水電解質(zhì)溶液電池是一種高比能量、低功率的電池。而鋰－硫化物電池在重負荷下放電，特別當外部短路時還會發(fā)生爆炸。

鈉－硫高能電池：是近幾年研制出的比較成熟的一種二次高能電池。它的負極是熔融金屬鈉（Na）；正極活性物質(zhì)是熔融多硫化鈉（Na2Sx），通常充滿在多孔碳中,碳作為正極集流體。需采用導電陶瓷管將鈉與多硫化鈉隔開，以防直接反應而引起自放電。此外，陶瓷管還起電池中的電解質(zhì)用途。電池放電時,負極上的反應為2Na─→2Na++2e-Na+

通過導電陶瓷管進入正極與硫發(fā)生反應形成多硫化物。當負極的鈉耗盡的時候則放電終止。為使鈉和多硫化鈉都處于液態(tài),放電需在300℃左右進行。鈉-硫電池的實際比能量已經(jīng)達100瓦時/千克,充放電循環(huán)壽命可達2000個深放電循環(huán)，因此特別適于用作車輛的電力電池。

鋰高溫高能電池：以鋰為負極，硫族（包括硫化物）和氯氣為正極活性物質(zhì)，熔融鹽為電解質(zhì)的電池。由于采用熔融鹽，電池在300～600℃間工作，因此鋰高溫高能電池與鈉－硫電池合稱為高溫電池。液態(tài)鋰電極經(jīng)多次充放電循環(huán)后易失去濕潤性；硫在高溫下要揮發(fā)，并有腐蝕性；氯是氣體，難以處理。因此鋰高溫電池研制的方向?qū)⑾蛞凿嚭辖馂樨摌O和以硫化物為正極的方向發(fā)展。