其理论能量密度高达 2600Wh/kg，是传统钴酸锂石墨电池理论能量密度的 6 倍以上
硫是地壳中含量丰富的元素，广泛存在于自然界，开采和制备成本低廉。同时硫材料无毒，相较于含钴、镍等稀有贵金属的传统电池正极材料，锂硫电池能大幅降低电池生产的原材料成本，且后续回收处理过程对环境的污染更小，符合绿色能源发展理念。
锂硫电池正极在充放电过程中不会出现析氧等危险副反应，锂负极的枝晶问题对安全性影响不突出，其安全性有所保障。
其在 - 40℃至 80℃的宽温范围内保持良好性能，这使其可应用于极地考察设备、深海探测器等特殊环境场景，对极端环境的适应能力强。
该电池聚硫电极的反应速率由电解质媒介扩散速率决定，而非插入离子的扩散控制，这种反应特性让其有望实现高功率放电，能适配一些对瞬时大功率输出有需求的设备。
一方面是开发复合载体材料，将硫与多孔碳、石墨烯、碳纳米管等导电材料复合，既能利用多孔结构缓冲硫正极 160% 左右的体积膨胀，又能通过限域作用抑制多硫化物扩散；还可引入金属氧化物、氮化物等极性化合物，通过强化学锚定作用固定多硫化物，同时借助其催化作用加速多硫化物转化。另一方面是优化硫负载技术，通过多级孔结构设计等方式，在提升硫负载量的同时保证高利用率，2025 年多孔碳与极性催化剂复合设计已使单体电池循环寿命提升至 800 次以上。
锂金属负极的锂枝晶生长和表面副反应是主要问题。目前研发方向包括构建人工 SEI 膜，通过 LiF、Al₂O₃等涂层隔离副反应；采用三维集流体设计，优化锂沉积形态抑制枝晶；探索合金化或有机 - 无机杂化膜等界面调控技术，提升负极结构稳定性，延长电池循环寿命。
