1、硅碳復合負極材料
數碼終端產品的大屏幕化、功能多樣化后，對電池的續航提出了新的要求。當前鋰電材料克容量較低，不能滿足終端對電池日益增長的需求。
硅碳復合材料作為未來負極材料的一種，其理論克容量約為4200mAh/g,比石墨類負極的372mAh/g高出了10倍有余。其產業化后，將大大提升電池的容量。目前各大材料廠商紛紛在研發硅碳復合材料，如BTR、杉杉、紫宸、星城等。從專利來看，截至日前，中國硅碳復合材料的專利共269項，其中2012-2014年共186項，占比69%。
現在硅碳復合材料存在的主要問題有：1、充放電時，體積膨脹，吸液能力強；2、循環壽命差。目前正在通過包覆、摻雜等手段解決以上問題，且部分企業已經取得了一定進展。
2、鈦酸鋰
近年來，國內對鈦酸鋰的研發熱情較高，申請的專利逐年攀升。截至日前，國內共729項鈦酸鋰發明專利，其中2012-2014年共477項，占比為65%。
鈦酸鋰的優勢主要有：1、循環壽命長(可達10000次以上)，屬于零應變材料(體積變化小于1%)，不生成傳統意義的SEI膜；2、安全性高。其插鋰電位高，不生成枝晶，且在充放電時，熱穩定性極高；3、可快速充電。
目前限制鈦酸鋰使用的主要因素是價格太高，當前的均價為11-16萬元/噸，高于傳統石墨。今年國家將鈦酸鋰大巴的補貼從50萬/輛下調至15萬元/輛，這進一步限制鈦酸鋰的推廣應用進程。另外鈦酸鋰的克容量很低，為170mAh/g左右。
只有通過改善生產工藝，降低制作成本后，鈦酸鋰的長循環壽命、快充等優勢才能發揮作用。結合市場及技術，鈦酸鋰比較適合用于對空間沒有要求的大巴和儲能領域。
3、石墨烯
石墨烯自2010年獲得諾獎以來，廣受全球關注，特別在中國。從2010年以來，國內掀起了一股石墨烯研發熱潮，在2010-2014年間國內石墨烯相關發明專利直線飆升，截至日前國內申請石墨烯相關專利為7426項，居全球之首。
石墨烯引發熱潮，是因為其諸多優良性能，如透光性好，導電性能優異、導熱性較高，機械強度高。石墨烯在鋰離子電池中的潛在應用有：1、作負極材料。石墨烯的克容量較高，可逆容量約700mAh/g,高于石墨類負極的容量。另外，石墨烯良好的導熱性能確保其在電池體系中的穩定性，且石墨烯片層間距大于石墨，使鋰離子在石墨烯片層間擴散通暢，有利于提高電池功率性能。由于石墨烯的生產工藝不成熟，結構欠穩定，導致石墨烯作為負極材料仍存在一定問題，如首次放電效率較低，約65%；循環性能較差；價格較高，明顯高于傳統石墨負極。2、作為正負極添加劑，可提高鋰電池的穩定性、延長循環壽命、增加內部導電性能。
鑒于石墨烯當前的批量生產工藝不成熟、價格高昂、性能不穩定，石墨烯將率先作為正負極添加劑在鋰離子電池中使用。
4、富鋰錳基正極材料
高容量是鋰電池的發展方向之一，但當前的正極材料中磷酸鐵鋰的能量密度為580Wh/kg,鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg，都偏低。富鋰錳基的理論能量密度可達到900Wh/kg，成為研發熱點。截至日前，國內富鋰錳基發明專利66篇，絕大多數在2012-2014年間申請。
富鋰錳基作為正極材料的優勢有：1、能量密度高；2、主要原材料豐富。由于開發時間較短，目前富鋰錳基存在一系列問題：1、首次放電效率很低；2、材料在循環過程析氧，帶來安全隱患；3、循環壽命很差；4、倍率性能偏低。
目前解決這些問題的手段有包覆、酸處理、摻雜、預循環、熱處理等。富鋰錳基雖然克容量優勢明顯，潛力巨大，但限于技術進展較慢，其大批量上市還需時間。
