鈉硫電池能量密度和轉換效率高，是一種能夠同時適用于功率型儲能和能量型儲能的蓄電池，自2003年起，日本和美國相繼建設了多個兆瓦級的鈉硫電池儲能電站。不過鈉硫電池的制造比較困難，對電池材料、電池結構要求高，因此制造成本較高。鈉硫電池在使用時對運行條件的要求苛刻，必須維持在300～350℃，需要附加供熱設備來維持溫度。另外，電池運行的控制也比較困難，例如在線測量充放電狀態不能做到很準確，必須周期性地進行離線度量；安全性相對也稍差。由于鈉硫電池產品的制造比較困難，目前只有少量的鈉硫電池產品已經商業化。前幾年，上海市電力公司與中科院上海硅酸鹽研究所聯合開發出大容量鈉硫電池，其關鍵技術和關鍵工藝已取得重大突破，但是關鍵裝備和工業化生產仍存在巨大差距，國內鈉硫電池儲能技術和應用在短期內還很難取得突破。

　　鈉硫電池具有許多特色之處：一個是比能量(即電池單位質量或單位體積所具有的有效電能量)高，其理論比能量為760Wh/Kg。另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200-300mA/cm2，并瞬時間可放出其3倍的固有能量；再一個是充放電效率高。由于采用固體電解質，所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100%。當然，事物總是一分為二的，鈉硫電池也有不足之處，其工作溫度在300-350℃，所以，電池工作時需要一定的加熱保溫。但采用高性能的真空絕熱保溫技術，可有效地解決這一問題。

　　|空氣電池

　　鋰空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池。

　　放電過程:陽極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子(Li+)，Li+穿過電解質材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結合生成氧化鋰(Li2O)或者過氧化鋰(Li2O2)，并留在陰極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91V。

　　新型鋰空氣電池在空氣中以0.1A/g的放電率進行放電時，放電能約為9000mAh/g。以前的鋰空氣電池的放電能僅為700～3000mAh/g，可以說實現了能的大幅增加。另外，充電能也達到約9600mAh/g。如果使用水溶液取代水溶性凝膠，便可在空氣中連續放電20天，其放電能約為50000mAh/g，比原來約高10倍。由于鋰空氣電池的能量原本就比鋰離子電池約高10倍，因此使用新技術后共比鋰離子電池約高100倍。

　　雖然鋰空氣電池有明顯優點，但缺點也很突出，距離大規模商業化還有一定距離。電池的反應產物過氧化鋰及反應中間的產物超氧化鋰都有較高的反應活性，會分解電解液，因此幾個充放電循環后電池電量就會急劇下降，電池壽命較短;由于過氧化鋰導電性能差，充電時很難分解，需要很高的充電電壓，這還會導致分解電解液及碳電極等副作用。放電時，過氧化鋰會堵塞多孔碳電極，導致放電提前結束;充電時，鋰金屬負極表面會呈樹枝狀向正極生長，最終可能導致短路，存在安全隱患;鋰金屬與空氣中的水蒸氣、氮氣、二氧化碳都會發生反應，導致負極材料消耗，最終使電池失效。

　　|飛輪電池

　　飛輪電池是20世紀90年代提出的新概念電池，它突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。

　　飛輪電池中有一個電機，充電時該電機以電動機形式運轉，在外電源的驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉，即用電給飛輪電池"充電"增加了飛輪的轉速從而增大其功能;放電時，電機則以發電機狀態運轉，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能的轉換。當飛輪電池發出電的時，飛輪轉速逐漸下降，轉速極高(高達200000r/min，使用的軸承為非接觸式磁軸承。據稱，飛輪電池比能量可達150W·h/kg，比功率達5000-10000W/kg，使用壽命長達25年，可供電動汽車行駛500萬公里。美國飛輪系統公司已用最新研制的飛輪電池成功地把一輛克萊斯勒LHS轎車改成電動轎車，一次充電可行駛600km，由靜止到96km/h加速時間為6.5秒。

　　"飛輪"這一儲能元件，已被人們利用了數千年，主要是利用它的慣性來均衡轉速和闖過"死點"，由于它們的工作周期都很短，每旋轉一周時間不足一秒鐘，在這樣短的時間內，飛輪的能耗是可以忽略的。現在想利用飛輪來均衡周期長達12~24小時的能量，飛輪本身的能耗就變得非常突出了。能耗主要來自軸承摩擦和空氣阻力。人們曾通過改變軸承結構，如變滑動軸承為滾動軸承、液體動壓軸承、氣體動壓軸承等來減小軸承摩擦力，通過抽真空的辦法來減小空氣阻力，軸承摩擦系數已小到10-3。即使如此微小，飛輪所儲的能量在一天之內仍有25%被損失，仍不能滿足高效儲能的要求。

　　近年來，飛輪儲能技術取得突破性進展是基于下述三項技術的飛速發展：一是高能永磁及高溫超導技術的出現；二是高強纖維復合材料的問世；三是電力電子技術的飛速發展。

　　超導磁懸浮原理是這樣的：當我們將一塊永磁體的一個極對準超導體，并接近超導體時，超導體上便產生了感應電流。該電流產生的磁場剛好與永磁的磁場相反，于是二者便產生了斥力。由于超導體的電阻為零，感生電流強度將維持不變。若永磁體沿垂直方向接近超導體，永磁體將懸空停在自身重量等于斥力的位置上，而且對上下左右的干擾都產生抗力，干擾力消除后仍能回到原來位置，從而形成穩定的磁懸浮。若將下面的超導體換成永磁體，則兩永磁體之間在水平方向也產生斥力，故永磁懸浮是不穩定的。

　　利用超導這一特性，我們可以把具有一定質量的飛輪放在永磁體上邊，飛輪兼作電機轉子。當給電機充電時，飛輪增速儲能，變電能為機械能;飛輪降速時放能，變機械能為電能。飛輪儲能大小除與飛輪的質量(重量)有關外，還與飛輪上各點的速度有關，而且是平方的關系。因此提高飛輪的速度(轉速)比增加質量更有效。但飛輪的轉速受飛輪本身材料限制。轉速過高，飛輪可能被強大的離心力撕裂。故采用高強度、低密度的高強復合纖維飛輪，能儲存更多的能量。目前選用的碳纖維復合材料，其輪緣線速度可達1000米/秒，比子彈速度還要高。正是由于高強復合材料的問世，飛輪儲能才進入實用階段。