负极材料的发展将主要取决于Si基和Sn基材料所能达到的储锂水

从负极来看，碳材料的实际比容量已达到350mAh·g-1以上，非常接近其LiC5的理论容量。因此，将来负极的发展将主要取决于Si基和Sn基材料所能达到的储锂水平。考虑到Si、Sn在与锂的合金化过程中涉及巨大的体积膨胀，活性组分必须呈纳米颗粒并分散在大量的惰性组分之中，以避免体积膨胀积累所导致的材料粉化、失活。此外，实际应用过程中，为保持电池外形尺寸的基本稳定，也不容许单位体积的负极中Si、sn活性组分的含量过高。否则，因负极膨胀引起的电极极片断裂和电池鼓胀在所难免。因此，700mAh·g-1有可能是这一类材料的上限。
根据图2.4给出的经验值，如果取过渡金属氧化物正极的比容量极限值240mAh·g-1，实际钴酸锂正极的比容量为150mAh·g-1，则正极性能提高对电池比能量提升的贡献潜力约为68Wh·kg-1。而负极从目前的350mAh·g-1到可能的上限值700mAh·g，仍有350mAh·g_1的提升空间，其对电池比能量提升的贡献潜力约为53Wh·kg-1。两者的总和约为120Wh·kg-1。也就是说，现有锂离子电池的质量比能量仍约有120wh·kg-1的提升潜力。
目前，以18650型为代表的圆柱形、铝壳方形和聚合物锂离子电池的质量比能量分别为190Wh·kg-1、150Wh·k91和200wh·kg-1。根据上面的分析结果，锂离子电池质量比能量的可能上限值分别为圆柱形310Wh·kg-1、铝壳方形270Wh·kg-1、聚合物320Wh·kg-1，即300～320Wh·kg-1大约就是现有高比能二次电池体系的极限比能量。