各类利用方向对电池拥有不同方面的性能需求，因而需要有针对性地开发合适不同利用方向的电池体系。但总的来讲，能量密度是衡量电池体系储存电能能力最为重要的参数。能量密度分为质量能量密度以及体积能量密度两种衡量方式，两者分别拥有不同的利用场景。
质量能量密度的定义为单位质量下的电池能量密度：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
体积能量密度的定义为单位体积下的电池能量密度：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
依据以上公式和能斯特方程，电池的比能量以及比容量可以用下列公式计算：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
比能量：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
比容量：文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
其中，n是介入电化学反映的碱金属离子的个数，F为法拉第常数，E*是电池的平均工作电压，M为电池正负极材料的相对于份子量总以及，由上述方程式可以看出，电池体系的能量密度与体系的电压以及比容量成正比，因而晋升能量密度的两条主要途径就是晋升电池的输出电压以及比容量。为了提高全电池的输出电压，通常需要选取拥有较高工作电压的正极材料以及较低工作电压的负极材料。但是工作电压的晋升还受到电解液体系的限制，目前商用电解液电压区间通常在4.5V下列，难以进一步晋升。文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
因而，进一步提高电池的比容量在目前的钻研工作中显得尤为重要，为提高电池体系的比容量，电极材料应当拥有较低的相对于摩尔质量，并拥有文章源自微观生活（93wg.com）微观生活-https://93wg.com/19269.html
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