传统的电池通常使用液体电解质，可能遭受会损害电池阴极的不良化学反应。用固态离子导体代替液体电解质可以提高电池的稳定性和使用寿命，因为不需要额外的元件使其保持稳定，所以电池可以变得更小。固体电解质也可以与更广泛的电池化学过程相兼容，有可能提供更高的功率或存储密度。固态锂离子电池的体积能量密度比目前商业化锂离子电池要高，而且封装效率、安全性得以提高，且循环寿命长。此外，研究人员还指出锂空电池在2030年前无法实现商业化。
不过，目前全固态锂离子电池还受限于功率密度，主要原因之一是正极和固体电解质界面间的锂离子大范围转移受阻。因此，固态电池发展方向之一是提高功率密度。研究人员正在致力于三个主要领域的工作，首先要开发更好的固态电解质，包括氧化物基、硫化物基、氮化物基等，其次要设计改进电极/电解质界面来降低界面电阻，并且要提高电极活性材料锂离子传导性。
