作為最新一代的鋰電池，其能量密度相對汽油來說，還是無法出現更高倍數的改進。但燃料電池的出現卻徹底改變了這一現狀，其以氫氣為原料，基礎能量密度是汽油的3倍，電動機的做功效率還是內燃機的2倍，實際密度是汽油的6倍，優勢明顯。下面介紹的是氫燃料電池與鋰電池的性能對比。
1.能量密度比較
鋰電池是個封閉體系，其能量密度取決于電極材料的能量密度。由于鋰電池能量密度提升受制于理論瓶頸，空間非常有限，最多也就是從目前的160Wh/KG提高至300Wh/KG，即使達到也只有燃料電池的1/120，可謂輸在起跑在線。
2.體積能量密度比較
燃料電池可通過加壓的方法，使其具有更高的體積能量密度，其跑300公里，燃料電池儲氫罐體積為100L，重量為30KG。三元鋰電池也具有高的能量密度，但安全性差，需要輔助的安全保護設備，其跑300公里所需的電池體積為140L，重量為0.4噸，遠高于燃料電池。
3.功率密度比較
燃料電池的本質是以氫氣為原料的化學發電系統，因此輸出功率比較穩定，為了最大提高放電功率可以附加動力電池系統。而鋰電池雖然理論放電效率很高，但為了不傷害電池壽命，使用限制很多，在充滿電的情況下不能大倍率放電，快速放電只適用0-80%這個區間。
4.安全性比較
燃料電池由于原料氫氣易燃易爆，所以安全性能比較不理想。鋰電池作為封閉的能量體系，從原理上高能量密度和安全性就很難兼容，否則就等同于炸彈，相對于其它類型的鋰電池，磷酸鐵鋰的安全性會較好。
