Litio-Zolfo
Ci sono altre due celle basate sul litio, le litio-zolfo e litio-aria. Li-S usa chimica simile a quella Li-ion, ma il processo chimico implica una reazione tra gli ioni Li+ e quelli di zolfo. Li-S è un rimpiazzo molto interessante per le attuali tecnologie poiché è molto semplice da produrre e perché offre un'elevata capacità. Ancora meglio, non richiede l'uso di solventi altamente volatili, riducendo così il rischio di incendi a causa di corto circuiti o danni strutturali. Le celle Li-S sono già vicine alla fase produttiva e sono già state testate; il metodo in cui si scaricano e caricano richiede un nuovo circuito di ricarica che prevenga lo scaricamento veloce.
Litio-Aria
Nelle batterie Li-air (litio-aria) il catodo delle celle è l'aria, o più precisamente l'ossigeno presente nell'aria. In maniera simile alle batterie Li-S la chimica delle Li-air necessita la reazione di due elettroni, ma questa volta tra litio e ossigeno. Durante il processo di ricarica, gli ioni Li+ si muovono dall'anodo della batteria e la batteria rilascia ossigeno dal catodo poroso. È stata proposta per la prima volta negli anni settanta per l'uso nei veicoli elettrici.
Potenti batterie al litio-aria possono essere usate nelle automobili elettriche
Le batterie Li-air possono teoricamente raggiungere una densità energetica superiore a quella della benzina; come confronto, la batteria da 2600 mAh dell'HTC One M8 può immagazzinare la stessa quantità di energia rilasciata dalla combustione di un singolo grammo di benzina. Nonostante i molti studi fatti per le batterie Li-air, ci sono alcune sfide che devono ancora essere vinte, tra cui la necessità di nuovi elettrodi ed elettroliti, poiché l'attuale efficienza di Coulomb cala a livelli tremendi solo dopo pochi cicli di carica-scarica. Non sarebbe assolutamente usabile negli smartphone a causa della necessità di ventilazione costante, ma è vista da molti come il Sacro Graal per il mercato dei veicoli elettrici, anche se saranno necessari almeno altri dieci anni prima di vedere questa tecnologia applicata nella realtà.
Ioni di magnesio
Dimenticando completamente il litio, le batterie agli ioni di magnesio (Mg-ion) godono di molti sforzi da parte della comunità scientifica. Gli ioni di magnesio sono in grado di portare il doppio della carica rispetto a quelli di litio. Un team taiwanese attivo su queste batterie ha recentemente annunciato che le batterie Mg-ion hanno dalle 8 alle 12 volte la capacità delle attuali batterie Li-ion e sono fino a 5 volte più efficienti, in termini di cicli di carica-scarica. Hanno fatto un esempio dove una tipica bicicletta elettrica Li-po necessiterebbe 3 ore per la ricarica, una batteria al magnesio della stessa capacità necessiterebbe di solo 36 minuti. Hanno anche menzionato la possibilità di migliorare la stabilità della batteria realizzando gli elettrodi con membrana e polvere di magnesio. Saranno necessari alcuni anni prima che questa tecnologia diventi commerciale, ma è più vicina rispetto altri candidati.
Batterie agli ioni di alogenuri
Le batterie basate su alogenuri (principalmente cloro e fluoro) hanno ioni caricati negativamente, diversamente dalla carica positiva degli ioni dei metalli di cui abbiamo parlato fino ad ora. Questo significa che la direzione della carica e scarica è al contrario. Nel 2011 la proposta di una batteria aglio ioni di fluoro accese una ricerca a livello globale. Il fluoro è uno degli elementi più piccoli a livello atomico, quindi teoricamente si può immagazzinarne una quantità superiore in un catodo, rispetto ad elementi più grandi, permettendo quindi di raggiungere capacità straordinarie.
Ci sono diverse sfide per i ricercatori prima di creare qualcosa di utilizzabile, per via soprattutto dell'alta reattività del fluoro e la sua abilità di attrarre un elettrone da praticamente qualsiasi cosa. Di fatto il fluoro è l'elemento più elettronegativo conosciuto. I sistemi chimici adatti a questo uso necessitano di tempo per essere sviluppati. Una collaborazione tra l'Istituto della Tecnologia Karlsruhe in Germania e l'Università della Tecnologia Nanjing in Cina ha sviluppato il concetto di una nuova batteria ricaricabile basata sugli ioni di cloruro. Questa batteria usa la carica negativa degli ioni non metalli. Il cloro è meno reattivo rispetto al fluoro, ma ha problemi simili quando adottato e tutto il sistema deve essere perfezionato prima di tramutarsi in un una vera batteria; non aspettatevi soluzioni del genere prima di almeno una decina di anni.