隨著對移動計算和全電動汽車需求的增加，目前電池技術的局限性成為了一個障礙。18世紀90年代，意大利物理學家亞歷山德羅·沃爾特(AlessandroVolta)發(fā)明了電池。

隨著消費電子設備變得越來越小，在充電前不間斷使用變得越來越重要，電池變得小型化和更節(jié)能也變得越來越重要。然而，事實證明，這是一個技術障礙，如果超過這個障礙，對未來的高科技經濟來說將是一個重要且有利可圖的發(fā)展。

電池技術

所有的電池都依賴于兩種不同材料之間發(fā)生的還原和氧化(氧化還原)的基本化學反應。這些反應被封裝在一個封閉的容器中。發(fā)生氧化的陰極或正極被陽極或負極還原。陰極和陽極在物理上由電解液隔開，電解液使電子可以很容易地從一端流向另一端。這種電子流動產生電勢，當電路完成時，電勢允許有電流。

一次性消費電池(被稱為一次電池)，如AA和aaa大小的電池，由像Energizer(ENR)這樣的公司生產，依賴于一種不利于現代應用的技術。首先，它們是不可充電的。

這些所謂的堿性電池利用二氧化錳陰極和鋅陽極，由稀釋的二氧化鉀電解液分離。電解液使陽極中的鋅氧化，而陰極中的二氧化錳與氧化的鋅離子發(fā)生反應產生電。逐漸地，反應副產物在電解質中堆積，剩下的待氧化的鋅量減少。最終，電池沒電了。這些電池通常能提供1.5伏特的電力，并且可以按順序排列來增加這個電量。例如，兩個AA電池串聯提供三伏特的電力。

可充電電池(稱為二次電池)的工作原理大致相同，利用兩種材料之間的還原氧化反應，但它們也允許反應反向流動。目前市場上最常用的可充電電池是鋰離子電池(LiOn)，盡管在尋找可充電電池的過程中也嘗試了各種其他技術，包括鎳氫(NiMH)和鎳鎘(NiCd)。

NiCd是第一個商用的可充電電池，用于大眾市場，但由于只能進行有限數量的充電而受到影響。鎳氫電池取代了鎳鎘電池，能夠更頻繁地充電。不幸的是，它們的保質期很短，所以如果在生產后不久不使用它們，它們可能是無效的。LiOn電池解決了這些問題，它裝在一個小容器里，有很長的保質期，并允許多次充電。不過，LiOn電池并不是移動設備和筆記本電腦等消費電子產品中最常用的電池。這些電池比一次性堿性電池要貴得多，而且通常沒有AA、AAA、C、D等傳統尺寸的電池(參見:鋰離子電池庫存)。

大多數人熟悉的最后一種可充電電池是液態(tài)鉛酸電池，通常用作汽車電池。這些電池可以提供很多能量(就像冷啟動汽車一樣)，但含有危險物質，包括鉛和硫酸，后者被用作電解液。這些電池必須小心處理，以免污染環(huán)境或對使用它們的人造成身體傷害。

目前電池技術的目標是創(chuàng)造一種電池，可以匹配或改善獅子電池的性能，但沒有沉重的成本與他們的生產。在鋰離子家族中，人們一直致力于在降低價格的同時添加更多的成分來提高電池的效能。例如，鋰鈷(LiCoO2)的排列現在可以在許多手機、筆記本電腦、數碼相機和可穿戴產品中找到。鋰錳電池(LiMn2O4)是最常用的電動工具，醫(yī)療器械和電力傳動系統，如那些發(fā)現在電動汽車。

目前，有團隊正在進行研究和開發(fā)，以提高鋰基電池的性能。鋰-空氣(Li-Air)電池是一項令人興奮的新發(fā)展，它可以實現更大的能量存儲能力——比典型的獅子電池容量多10倍。這些電池通過使用游離氧氧化陽極來“呼吸”空氣。盡管這項技術看起來很有前途，但也存在一些技術問題，包括性能下降的副產品迅速增加，以及電池在毫無預警的情況下突然停止工作的“猝死”問題。

鋰金屬電池也是一個令人印象深刻的發(fā)展，有望比目前的電動汽車電池技術提高近四倍的能源效率。這種電池的生產成本也低得多，這將降低使用它們的產品的成本。然而，安全問題是一個主要的擔憂，因為這些電池可能過熱，導致火災，或爆炸，如果損壞。其他正在研究的新技術包括鋰硫電池和硅碳電池，但這些電池仍處于早期研究階段，還沒有商業(yè)可行性。圍繞太陽能電池也有一些發(fā)展。