4、燃料電池

燃料電池與傳統意義上的電池相比，其更像一個轉換工具，因此應用在汽車上的氫燃料電池加註氫氣，但是卻是純電驅動；燃料電池更像增程式混動車輛的內燃機，在結構方面，燃料電池與傳統電池的組成相同。

燃料電池的工作原理是，電池內發生氧化還原反應，燃料氣體與氧化氣體從電池的正極和負極分別進入，燃料氣在正極處釋放電子，電子從電路前往陰極與氧化氣發生反應產生離子，再透過電解質回到正極上；而與傳統蓄電池不同，因為一般電池儲存的的能量是有限的，再多也有用完的時候，而燃料電池本身並不存有能量，能量是在反應中源源不斷產生的，所以從原則上說，只要反應物質一直在輸入，燃料電池也就可以一直髮電。

與其說燃料電池是一種電池，燃料電池更像一個發電裝置，在原材料充足的情況下，可以一直工作，但問題也是由於燃料電池不像儲能裝置，所以燃料電池驅動的汽車需要以另一種形式發電，其定位類似純電驅動和增程式混動，所以燃料電池汽車是單獨的一個類別。

氫燃料電池（RFC）

目前主流的燃料電池就是以氫氣為燃料的的氫燃料電池，氧氣透過電化學反應後透過電池內的質子交換膜產生電能。由於氧氣和氫氣反應產生的是水，而水又可以轉化為氫氣和氧氣，反應過程中不釋放一氧化碳、碳化氫、氮化物和二氧化碳等對環境有影響的物質，從上世紀六十年代開始，氫燃料電池已經用在了人類尖端的航空飛行器上，進入現代，由於制氫技術的逐漸發展，氫燃料電池開始向小型化微型化發展。

在現階段，氫燃料電池的熱發電效率達到了65%—85%，其體積能量密度高達1000—1200Wh/L，重量能量密度遠超三元鋰電池，達到500—700Wh/kg，在合理的環境溫度下執行，啟動時間非常短，0—20秒內就可達到滿負荷工作，壽命可達到10年，與內燃機相比，沒有任何震動、不排放廢氣、批次生產成本可以降低到100—200$/kw。將氫燃料電池用於電動車，與現今使用的絕大多數純電驅動車輛相比，除製造成本和使用成本外，其效能均佔有優勢。

2014年12月15日，豐田釋出了首款量產的氫燃料電池汽車Mirai，相比其它僅僅停留在概念車層面的車輛有了極大的進步，Mirai的售價為723。6萬日元左右（約44萬人民幣），經政府補貼後，實際的售價在520萬日元左右（約31萬人民幣），上市首月的訂單就達到1200輛。

目前，氫燃料的售價約為1000日元/千克，豐田Mirai的儲氫罐可儲存5千克氫氣，加滿氫氣僅需3-5分鐘，加註後可行駛650千米，每公里的成本約為8日元（約0。49元人民幣），所以從用車成本上說，氫燃料電池車的用車成本更高，這與日前大部分國人購買新能源汽車的初衷不同。

豐田Mirai採用了全新的底盤架構，以及新型的電池與儲氫罐，Mirai全套的氫燃料電池驅動系統包括儲氫罐、燃料電池堆、升壓變頻器、驅動電機以及動力控制單元等

氫燃料電池汽車的續航和加註燃料的時間與普通內燃機汽車無異，明顯優於純電動汽車，但其發展問題關鍵是加氫站的建設，在2019年，較先上市氫燃料電池的英國，全英只有八座加氫站。為了使更多的氫燃料電池汽車上路，豐田無償地對外公開了約5680項燃料電池相關專利，希望以此鼓勵其他汽車廠商推出燃料電池汽車，降低加氫站等基礎設施的建造和使用成本。

5、超級電容器

區別於傳統電容器，超級電容器是一種介於傳統電容器和充電電池之間的新型儲能裝置，可以像電容器一樣實現快速充放電，又可以跟電池一樣實現儲能的作用。

超級電容器一般分為兩種；一種被稱為雙電層電容器，當電極與電解液發生接觸後，在庫侖力、分子力以及原子力的作用下，純靜電電荷在電極的表面透過直接吸附產生儲存的能量；另一種則被稱為法拉第準電容器，透過表面的金屬氧化物或高分子聚合物，在其附近發生氧化還原反應，產生法拉第準電容，從而實現對能量的儲存與轉換。

與蓄電池和傳統物理電容器相比，超級電容器主要有以下幾種優點：

(1)功率密度高

：5—30kw/kg，是鋰電池的數十倍，而且功率密度越高，其充電速度越快，充電5秒鐘，使用五小時成為可能。

(2)迴圈壽命長

：由於其工作原理所決定，充放電過程不會產生損耗，因此可以實現在充放電迴圈100萬次後，內阻僅降低20%

(3)工作溫限寬

：傳統蓄電池材料以及原理對環境的要求較高，而超級電容器在低溫狀態下離子的吸附和脫附速度變化不大，因此商業化電容器的工作溫度範圍可以在-40℃—80℃之間。

(4)免維護

：瞭解了傳統蓄電池的維護原理後，可以發現超級電容器對過充過放的承受能力更強，因此在理論上是不需要維護的。

(5)綠色環保

：生產和使用超級電容器時，不需要使用重金屬和一些其他有害的化學物質，而且因其使用壽命更長，所以是一種新型綠色環保的電源。

6、鋁空氣電池

在理論層面，鋁空氣電池的能量密度高達8100Wh/kg，但在實際層面，鋁空氣電池只達到了350Wh/kg，所以還有很大的發展空間；引用一個國外的相關資料，美國科學家在一輛使用鋁空氣電池的純電驅動車輛上，在僅更換一次鋁電極的情況下，續航里程達到了1600km。

鋁空氣電池的原理與鋅空氣電池相同，但是鋁空氣電池是採用高純度的鋁為負極，以氫氧化鈉等高鹼度水溶液為電解質，而近幾年電池技術的發展重心並不是此種類電池，雖有一定的發展前景，但由於其發展進度較慢，與理論差距過大，因此在近幾年內有廣泛應用的可能性較低。

7、鎂電池

鎂電池也是一種比較先進的新型電池，與鋰電池不同的是，鎂電池以鎂作為負極，採用某種金屬或非金屬氧化物為正極的一種原電池，在其目前的產品中主要分為兩種，一種為乾電池，另一種為使用時加水的儲備型電池。

第二種鎂儲備型電池的儲存壽命很長；在加水活化後就可以使用，活化後半小時內即可工作；其工作電壓十分平穩；使用壽命一般為0。5～24小時

與傳統鋰電池最為重要的區別就是使用材料的不同，而且鎂的化學性質更為穩定，但其本身工作原理與鋰電池的區別不大，所以鎂電池是作為鋰電池的一種代替電池，相比固態電池，鎂電池主要是使用材料的進步，因此也具有一定的發展前景。