1. Pin không khí Lithium
Loại pin phổ biến nhất trên xe điện và thiết bị thông minh hiện nay lấy Oxy từ không khí, lưu trữ vào không gian có kích cỡ angstrom (tương đương 0.00000000001m) với cấu trúc nano carbon tên là Catot. Khi xả pin, Oxy phản ứng với các ion lithi tạo thành hợp chất vô cơ lithium peroxide (Li₂O₂) sinh ra điện năng. Còn khi cắm điện sạc, Oxy được thải lại vào trong không khí, ion lithi cũng quay trở lại điện cực âm. Cơ chế này giúp tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường.
2. Pin nano
Trong các loại pin thông thường, chất lỏng và chất rắn tương tác với nhau, gây ra hiện tượng phóng điện thấp, làm giảm tuổi thọ của pin. Để giải quyết vấn đề này, các chuyên gia sử dụng vật liệu Nano như một lớp phủ, ngăn cách các điện cực khỏi các chất lỏng trong pin khi pin không được sử dụng. Pin Nano gây kinh ngạc với kích thước nhỏ hơn sợi tóc 80.000 lần nhưng có tuổi thọ lên tới 28.000 năm. Ngoài ra, loại pin này có thể sạc đầy chỉ sau 12 phút và tự sạc lại hàng nghìn lần.
3. Pin Carbon Silicon
So với than và chì, việc sử dụng vật liệu silicon cho điện cực dương giúp tăng dung lượng lưu trữ gấp 10 lần. Tuy nhiên, silicon có nhược điểm là dễ giãn nở, co lại hoặc vỡ thành nhiều mảnh nhỏ khi phóng điện gây hỏng pin. Để tăng độ bền cho pin Carbon Silicon, các nhà khoa học đã cải tiến vật liệu silicon thành hạt nano silicon, đồng thời sử dụng cấu trúc nano silicon kẹp giữa nano carbon. Cải tiến này không chỉ làm tăng khả năng lưu trữ điện lên gấp 10 lần mà còn duy trì liên kết giữa các hạt nano silicon sau 500 chu kỳ hoạt động, từ đó tăng độ bền của pin.
4. Pin thể rắn (solid state battery)
Cấu tạo của pin thể rắn Solid State gồm cực âm làm bằng oxit kim loại, cực dương làm từ carbon, bộ phân tách và chất điện phân. Hai điện cực và chất điện phân của pin thể rắn được nén thành 3 lớp phẳng giúp giảm kích thước pin nhưng giữ nguyên hiệu suất sạc. Bên cạnh đó, pin thể rắn SSB an toàn hơn hầu hết các loại pin thông thường vì không chứa chất lỏng độc hại, không dễ cháy và không tỏa ra nhiều nhiệt lượng.
5. Pin Lithium – lưu huỳnh
Pin Lithium – lưu huỳnh có nguyên lý hoạt động cơ bản giống với pin Lithium – ion tiêu chuẩn. Tuy nhiên, các nhà khoa học sử dụng cực âm sulphur (lưu huỳnh) cho pin Lithium – lưu huỳnh mang lại khả năng sạc cao gấp 10 lần nhưng ít tiêu hao năng lượng hơn các loại pin thông thường.
