能量密度衡量的是单位空间或质量中储存的能量。它通常以兆焦耳/千克或瓦时/升表示。高能量密度意味着在更小、更轻的体积内储存更多能量。这对于汽车、飞机和手机等设备至关重要。

不同燃料的能量密度差异很大。汽油每公斤约含44兆焦耳能量，煤炭每公斤约含24至35兆焦耳能量，木材每公斤约含16兆焦耳能量，而锂离子电池每公斤仅含约0.3至0.7兆焦耳能量。正是这种能量密度的巨大差异，解释了为什么电动汽车需要体积庞大、重量沉重的电池组才能达到与汽油车相同的续航里程。

科学家们正努力提高电池的能量密度。固态电池的设计有望达到目前锂离子电池能量密度的两到三倍。锂硫电池和锂空气电池则还处于研发初期。即便取得了这些进展，液态燃料在未来几年内仍可能在航空和航运领域占据主导地位。物理定律难以改变。电池技术的改进是循序渐进的，而燃料技术已经领先了一个世纪。

典型值

• 汽油：约 44 兆焦/千克
• 柴油：约 45 兆焦/千克
• 煤炭：24至35兆焦/千克
• 木材：约 16 兆焦/千克
• 锂离子电池：0.3 至 0.7 兆焦/千克