处于研发阶段的锂硫电池，其密度可比锂电池高3-5倍。近期美国与中国科学家合作，为锂硫电池研发全新阴极，重量能量密度及体积能量密度，分别达到每公斤360Wh与每公升581Wh，意味将来的电池有可能更轻同时续航力更高。

锂硫电池阴极主要成分为硫，而添入硫的方法则有嵌入法（intercalation）与转换法（conversion），前者多采用锂钴氧化物等化合物来提高体积能量密度，电极可以在结构与尺寸不变的情形下，将锂原子与晶体结构相结合；而转换法则是使用可改变结构的硫，甚至可溶解在电解质中。简单来说，就是鱼与熊掌不可兼得，电池要么小又重，要么轻而大。

不过最近由麻省理工学院、三星高等技术学院、同济大学、中国科学院和松山湖材料实验室的团队研发出新方法，把纯粹的硫和谢夫尔相（Chevrel phase）硫化钼颗粒结合并压缩，打造全新混合阴极，且该制程也同时改善硫导电性不高的问题，这让电极可以用较少的碳涂层来提高导电性，碳比例可从原先的20-30%降至约10%。

目前该团队也已开发出容量达1,000 mAh的三层袋状电池，重量能量密度与体积能量密度已分别达到每公斤360Wh与每公升581Wh，而当今锂离子电池能量密度约为每公斤265Wh与每公升700Wh，锂硫电池则两种都是400Wh。团队展望未能能透过最佳化实验与设计，将能量密度提高到每公斤400Wh与每公升700Wh，意思就是电池可既轻电量又高。

不过这种新电池也有缺点，就是寿命不长。麻省理工材料科学工程师Ju Li表示，新电池寿命不高的原因并非因为阴极设计导致，是整体电池设计造成的，未来也会进续改良以解决相关问题。