推動鋰離子電池技術發展的動力是其本身在許多方面能夠提供高品質性能，這包括了在安全與低成本產品基礎上，體現高質量與體積比能量、高比功率、長循環壽命與貯存壽命以及寬廣的操作溫度區間等。在常見的多種正極材料中，通過權衡成本、功率、能量與熱穩定性的相對重要性來進行選擇。對機械設計與材料進一步改進也將提高電池性能，而目前研發領域對于鋰離子電池材料的研究興趣依然極大。
能夠提供更高容量與改善安全特性的改進型正極材料正在研發之中，同樣逐有負極材料，諸如錫與硅基材料將對電池的質量與體積比能量、倍率能力和壽命提供進一步改進。電解質添加劑與電極材料的包覆技術正在用來提高電池的與使用壽命。作為例子，近來松下公司發布新聞，介紹將改進型鎳基正極與硅負極引入18650型電池；并指出該電池具有4A．h容量，平均工作電壓3.4V，質量54g。
因此，鋰電池廠商可以提供的質量比能量為251W．h/kg，體積比能量為800W．h／L!報告稱該電池計劃將于2013年進入市場。最近已經有一些討論，認為可能沒有足夠的鋰以滿足汽車市場的需求。然而近期的意見提到，鋰在世界上的儲量是充足的，但是大概不能在短期里內形成足夠的生產能力來滿足2011～2015年時間框架中的需求。不過，除了選擇持續改進鋰離子電池外，一些科研小組對其替代技術進行了探索，譬如鈉離子電池技術。