高比能量条件电池的理论容量为C。=26.8n.m。/M=(1/q).m。式中：c。理论容量；m。—活性物质完全反应的质量；m-活性物质摩尔质量；n—成流反应得失电子数；q-活性物质电化当量。电池的理论能量为Wo=CoE,式中：Wo-—理论能量；E——电池电动势。从式中可知，电化当量越小的物质，产生的电量越大，电量越大，电动势越高的电池，产生的能量越大。周期表左边的元素电极电位最负，周期表右上角的元素电极电位最正。因此，以电极电位最负的电极作负极，以电极电位最高的电极作正极所构成的电池的比能量高。如锂电池、锌-空气电池、钠-硫电池等属高能电池。有些比能量大于100Wh·kg-1的电池，如锌-银、锌-汞、碱性锌-锰、氢-镍电池也可列为高能电池。
F2，Cl2，O2，S等元素，电化当量小，电极电位正，适合于作高能电池的正极活性物质。但因F2，Cl2是气态，而且有毒，不宜直接用作正极活性物质，一般采用氟化物和氯化物。硫电极在常温下活性小，高温时易挥发，一般采用硫化物。空气和氧气既无毒又无腐蚀性，可制成气体扩散电极或制成氧化物后用作正极活性物质。当然，采用化合物代替F2，cl2，O2，S作为正极活性物质，理论比能量会下降。
影响电池比能量的因素：实际比能量与理论比能量的关系为W’=W’o·电压效率·反应效率·质量效率。