以鋰空氣電池、全固體電池及有機電池為代表的新一代鋰離子電池，正成為當今最領先的研發領域。對此，美國、日本投入重兵進行開發。例如，豐田于2008年6月新設了“電池研究部”，正在積極推進鋰空氣電池、全固體電池及鋰離子電池新材料等新一代電池的研究。
鋰空氣電池以大氣中的氧氣為正極，與目前的鋰離子電池相比，可將能量密度在理論值上提高到以前的15倍以上，堪與汽油媲美。所以作為“終極”電池備受關注。然而，該電池正極的結構與燃料電池相同，需要使用催化劑促使氧進行反應。而且，作為充電電池使用時，還需要還原在空氣極發生反應的Li2O2等物質。此外，也存在著作為反應中間體的活性氧會與電解液發生反應的問題。針對這方面的研發目前主要集中在美日等國。
2011年4月9日在深圳會展中心召開的中國（國際）鋰電新能源高峰論壇，將探討鋰電新能源產業發展和技術趨勢，不僅包括正/負極材料、隔膜技術、動力電池、儲能電池、電池組管理、充電系統等，還將研討新一代鋰離子電池的開發方向。其中，鋰空氣電池是重點議題。
