锂离子电池电极材料开发
尽管锂离子电池已经得到大规模商业化应用，但是传统锂离子电池仍然有很大发展空间，电能能量密度，循环寿命，倍率性能以及容量保持率还远远没有达到其极限。研究人员通过改进开发正极材料不断突破传统锂离子电池的极限。由于锂资源价格较高，提高锂离子在电池中有效使用率，增加电池库伦效率成为当务之急。作为决定电池性能的关键，传统正负极材料的改性仍然在持续不断的进行，此外，开发简单高效、适合大规模推广应用的低成本制备工艺也成为当前锂离子电池电极材料研发的重点方向。
全固态电池研发
全固态锂离子电池是采用固态材料作为电解质的锂离子电池，具有安全性能好、能量密度大、工作温度区间广等优点，是下一代锂离子电池的主要发展方向。固态电解质的开发是全固态锂离子电池实现应用的先决条件，开发具有高离子电导率、高机械强度的固体和准固态电解质材料体系，提高固态电解质和传统正极材料和金属锂负极的兼容性、抑制锂枝晶形成，构建高倍率、稳定循环的全固态锂离子电池体系成为目前固态电解质研究的重要方向。继聚合物电解质、无机固体电解质之后，凝胶性电解质也成为近期研究应用的主要材料体系。
目前全固态电池已经显示比较好的性能，对全固态电池的研究已经从电解质开发和性能提升向全电池结构设计和生产工艺开发过度，并不断有电池样品及试制生产线面试。
新型电池体系建设
由于锂资源的储量、价格等原因，寻找替代锂离子电池的新型储能电池体系成为大家共识。2015年有很多低成本电池被重新挖掘出来，金属离子电池、光充电电池、金属空气电池、金属二氧化碳电池等电池体系都取得了重大进展。
在金属离子电池方面，延续锂离子电池设计思路，除了继续开发钠离子电池、钠离子超级电容器等领域的材料研发、提升钠离子电池的性能，铝离子电池、钙离子电池等高价态金属离子电池的研究也取得突破。
在金属空气电池、金属二氧化碳电池方面，由于以活性金属作为负极，并且正极活性物质可以直接从周围空气中获得、无需储存于电池中，因此具有高能量密度、环境友好的特点，一直也是近年来成为备受关注的能量转换体系。目前对锂空气电池，研究重点是高效催化剂的选择制备、负极金属锂的保护以及电化学机理探究，距离大规模推广应用尚有一段距离。