电池驱动的纯电动汽车和燃料驱动的锂电池电动汽车都存在成本和耐用性方面的挑战。重要的技术困难包括：锂离子电池组比能量明显超过0.25 kWh/kg，至今未实现。因此，就中型车市场而言，理论上用锂离子电池组驱动的纯电动汽车，单次充电续航里程不可能超过300公里。即使相关产品出来了，价格也是普通消费者买不起的。

　　目前基于锂的锂/空气或锂/氧电池体系缺乏稳定的电极成分和电解质材料，无法保证充放电循环过程中氧的再生还原率达到100%。因此，在未来的基础研究和材料开发中，锂/氧电池的可行性有待进一步验证。

　　锂/硫电池很难获得理想的比重能量密度。无论使用何种电极材料，锂/硫电池的比体积能量密度都远低于传统锂离子电池。为了使电池单元的比能量密度具有竞争力，锂/硫电池组需要相当大的表面积容量(大于4 mAh/cm2)和非常高的阴极硫含量(大于60%)。

　　在比体积能量密度方面，锂/硫电池电芯完全不如传统锂离子电池。然而，考虑到成本因素，锂/硫电池组可能有一定的优势，因为额外组件(扩散膜等)的价格。)提高生命周期和安全性相对较低。如果开发固体电解质界面膜来防止电解质的持续消耗，将有可能通过使用硅代替锂作为阳极材料来增加能量密度并延长寿命周期。锂/硫电池的硅阳极仍然是一个开放的问题，这涉及到如何与锂兼容。这些方法包括工业上可行的预处理锂化工艺，或用硫化锂代替硫阴极。

　　在过去的十年里，以氢燃料为动力的锂电池取得了巨大的进步。阴极高活性催化剂的概念是将每辆燃料动力锂电池汽车的铂消耗量降低到10克以下。经脱合金技术处理的新型铂/铝催化剂表现出优异的电压循环稳定性，达到美国能源部设定的标准现在，挑战在于将先进的催化剂理念与高耐久性载体材料相结合，从而保证燃料动力锂电池在汽车整个使用寿命内的性能。此外，对低铂负荷造成的质量传递损失要更详细地了解，这样才能更好地降低损失。动力锂电池介质膜面临的最大挑战是寻找适合高工作温度和相对低湿度环境的材料，这有助于简化系统设计，提高排气效率，减少空压机的能量损失。