电池能量密度和充电速度的限制在哪里？

能量密度方面：汽油本身只是还原剂，氧化剂是从空气中获取的氧气，汽油机理论空燃比是14：1，即氧气与汽油的质量比是3.3：1，3倍多的氧气质量并没有算在内。

而电池则需要携带氧化剂和还原剂，同时为了电子流动不能用单质，需要使用金属的盐溶液，还需要电解液，隔膜，电极等“死重”。

 

充电速度：充电是个化学反应过程，充电电流越大，发热就越大，一方面又能量损失，另一方面电池也受不了；而加油只是物理变化。

因为现代的锂电池是一个有精细结构的玩意。于是，你的能量密度不是锂坨坨的能量密度，而是锂离子和精细结构加在一起的能量密度，这个是很低的；你的充电速度不是灌电解液的速度，而是维持这个精细结构不崩毁的重构速度，这个也是很低的。

与之相对，油箱只是个壳子，燃油是比较简单的物质，可以咣咣咣直接灌。

=== 补充 ===

加油其实等价于换电池，这个的速度是很快的。问题在于如果想要换电池，首先需要统一各家电池模块的几何尺寸、接口规格，至少也得统一到少数几个标准。这个过程估计就能把狗脑子打出来。其次，这种业务形式是把电池的所有权从汽车用户转到了充电提供商，同时也转移了相应的问题与风险。这对资金的要求非常高。

元素周期表，排行前几位的元素，氢氦锂玻硼我们已经用了锂，氢是很难固化的，氦是惰性的。我们已经摸到天花板了。
因此，立足于现有的电池理论，突破性进步不大会有了。只能是加工手段更新，效率更高，这样挖掘潜力提升10-20%都是了不起的进步。而现有的电池理论已经几百年没有变了。
因此可以说化学理论基础的电池就这样了。新的理论目前还没有迹象。如果某一天有突破了，估计也不会叫电池这个名字了。叫能量块的概率更大。
至于充电速度，你考虑过电网的感受吗？5分钟充满500公里，全小区的变压器功率都勉强，电缆要有你的胳膊粗才行，这还是一台车。同时这样的车10台，一个发电机组全功率运转才行，结果还没等功率达到峰值（汽轮机提速到全功率也许要半小时），你就拔插销了，电网分分钟崩溃给你看。