随着智能电网建设的逐渐展开，同属于电化学储能方式的三种电池系统脱颖而出。由于它们更适合可再生能源发电、分布式电源、智能小区等智能电网的新要求，前景被包括国家电网公司在内的国内和国外很多人所看好。它们是钠硫电池、液流电池和锂离子电池。
“我们关注的电池技术主要包括用于大规模风电、太阳能发电的兆瓦级以上电池，如液流电池和钠硫电池，和易调整容量大小、适用于各种范围应用的电池，包括锂电池、镍氢电池、铅酸电池等。我们认为最值得关注的是钠硫电池、液流电池和锂离子电池。其中，锂离子电池由于应用范围广、市场空间更大，人们更关注，投入的力量也更大，发展速度很快。另两种电池由于只适合大规模应用，研发投入力量较小，所以发展速度不如锂离子电池快。”中国电力科学研究院电工与新材料研究所副所长、超导研究所所长来小康介绍说，“随着人们对储能技术在科研、资金方面投入的大幅提升，其自身的进步也让人们看到了希望，使靠储能解决可再生能源并网等问题的梦想变得有实现可能。”
这一梦想已经在实现过程中。2009年9月，国家电网公司旗下的新源控股有限公司与河北张家口正式签订协议，将在张北、尚义两县风电场建设国内首个风光储能示范项目，总投资80亿元以上，其中包括建设化学储能7.5万kW。项目的一期工程已经获得河北省发改委的核准，储能为2万kW，根据规划，该环节所应用的锂电系统在未来的一两个月内将投产。
这对于三种电池在智能电网中的实际应用而言只是第一步。真正实现电池的大规模商业化应用还需要一个漫长的过程，来小康认为，至少需要5~10年。
钠硫电池
定义
钠硫电池是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作温度下，钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生可逆反应，形成能量的释放和储存。电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等几部分组成。
特点
◆ 比能量高——即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量高，可达到铅酸电池的3~4倍
◆ 可大电流、高功率放电
◆ 充放电效率高
由于采用固体电解质，所以没有采用液体电解质电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100％。
目前看来，在全球，钠硫电池是最成熟、商业化时间最长和规模最大的电池，但只有日本NGK公司能够大规模生产，现在已经有超过300 MW的实际应用。钠硫电池是美国福特公司于1967年首先发明公布的，已在世界上许多国家受到极大的重视和发展。其首先在不少国家被用作电动汽车用的动力电池，也曾取得了不少令人鼓舞的成果，但由于其在使用可提供的空间、电池本身的安全等方面均有一定的局限性。所以在20世纪80年代末和90年代初开始，国外重点发展钠硫电池作为固定场合下（如电站储能）应用，并越来越显示出优越性。日本东京电力公司和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池，用于电力的削峰填谷、UPS应急电源及瞬间补偿电源等，并于2002年开始进入商品化实施阶段，同时开始向海外输出。
在我国，中科院上海硅酸盐所在国家“863”、中国科学院重大项目的支持下，研制成功了基于30 Ah单体电池的6 kW车载钠硫储能电池，并于2009年研制成功650 Ah大容量单体电池，实现了从单体电池到电池模块的跨越；建成年产2 MW钠硫电池中试线，实现了钠硫电池制备关键装备国产化；其还与上海电力公司在2007年共建了上海钠硫电池研制基地，从事大容量城网储能电池模块、电网接入系统和储能系统的研制。
钠硫电池由于具有非常优异的蓄能功能，即使输入的电流突然超过额定功率5~10倍也能泰然承受，被认为适合应用于风电、太阳能发电等可再生能源发电领域；其还被认为适合用于“削峰填谷”。有媒体算了这样一笔账，2008年，上海最高用电负荷持续小时数只有104.5 h，而为满足这短暂的高峰负荷，却需要投资200亿元。由此测算1 kW的储能电池可节省电网投资1.3万元。预计到2015年，上海电网峰谷差可达16000 MW，即使只将20％的“谷电”存储起来，用于高峰时段，其经济效益就超过70亿元——而建设储能电站的投资，仅需20亿元左右。
但其缺点也是显而易见的，它需要工作温度在300~350℃，这让有些人对此系统存在异议，认为如果一套电池系统在工作时还需要另外加装一套加热系统，那其储能效率将大打折扣。
液流电池
定义
液流电池一般称为氧化还原液流电池，是一种新型的大型电化学储能装置。正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池，简称钒电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一，也是应用最多的液流电池之一。
钒电池特点
◆ 寿命长——由于全钒液流电池正、负极活性物质均为钒，只是价态不同，可以避免正、负极活性物质通过离子交换膜扩散造成的元素交叉污染，使电池性能长时间保持
◆ 成本低——生产工艺简单，价格经济，成本与铅酸电池相近
◆ 大功率、支持频繁大电流充放电——可制备兆瓦级电池组，大功率长时间提供电能
◆ 绿色无污染——它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质
钒系的氧化还原电池是在1985年由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kacos提出的，发展至今，钒电池技术已经趋近成熟，在美国、加拿大、欧洲、日本、澳大利亚等地已经开始商业化应用。
经过这些国家的应用验证，钒电池被证明主要适合应用于再生能源并网发电、城市电网储能、远程供电、UPS系统、海岛应用等领域。它最显著特点是规模化蓄电，在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下，可以预见，液流电池将迎来一个快速发展的时期。
在钒电池领域，参与企业并不多。普能公司（收购了世界知名储能公司——加拿大VRB POWER公司）和日本住友公司是这一领域的领头企业，分别在世界各地和日本本土拥有商业化业绩。
在我国，也有人在做钒电池系统的研究。1995年，中国工程物理研究院电子工程研究所首先在国内展开钒电池的研究，研制成功500 W、1 kW的样机，拥有电解质溶液制备、导电塑料成型等专利。2006年3月中国科学院大连化学物理研究所研发成功10 kW试验电堆，并通过国家科技部验收，标志着我国的全钒液流电池系统取得阶段性进步。清华大学利用在膜分离功能材料制备、膜过程与设备设计等方面近20年的研究经验和技术积累，在电堆流道设计、电堆密封结构、锁紧方式方面取得研究成果，已经申报3项专利，并研发成功全钒液流电池测试平台。
除学术研究外，2010年5月更是有应用的消息传来。由攀钢集团有限公司和无锡尚德太阳能电力有限公司共同建设的两套2 kW光伏发电—钒电池蓄电示范工程竣工。据称，攀钢集团有限公司是世界第二大和国内最大的钒产品生产企业，研究钒电池已达10年。北京金能燃料电池有限公司也表示，其生产的作为钒电池核心材料的全氟离子膜已批量生产，钒电池已开始销售，已推出适用于光伏发电、风力发电、电网调峰、分布电站等诸多领域的钒电池产品。
值得注意的是，尽管钒电池的前景被很多人所看好，但钒电池普遍应用的条件尚不具备，其大部分应用还是试验示范式的，要实现大规模商业化实际应用还有许多问题尚需进行深入研究。
锂离子电池
定义
主要依靠锂离子在正极和负极之间移动工作的充电电池。
特点
◆ 比能量高
◆ 安全性能好
◆ 可快速充放电
◆ 工作温度范围宽
虽然锂离子电池目前在储能方面的应用还没有液流电池和钠硫电池多，但由于它容量可大可小，也就适用于智能电网的发、用两大环节，发展前景还是为很多业内专家所看好。
我国锂离子电池产业发展较快，全球锂离子电池市场已经形成中国、日本、韩国三足鼎立的局面。近几年，锂离子电池已经开始应用于电动自行车和电动工具。经过10余年的努力，我国已初步形成了从原料制备、设备制造、电池加工和出口贸易到下游产品开发的锂电池产业链。2008年，全国锂离子电池产业总产值约达200亿元，但其在储能领域的应用还很少。
“由于市场需求引导，我国之前对锂离子电池的研究主要集中在应用于各类电动车的动力电池，对储能电池的研究相对比较少，这也许是对储能领域应用及需求状况的了解不够所致。”清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室副主任蒲薇华博士告诉记者，“两者应用背景不同，则其对电池性能的要求不同，除了满足比能量和循环寿命等基本性能外，动力电池更强调良好的功率性能，能大电流快速充放电。另外，需要电池的使用温度范围要宽，尤其是低温性能，仍然是目前亟待解决的问题。储能电池则主要强调容量效率和循环寿命。个人认为，从目前电池材料及电池制备技术的发展现状分析，如果市场逐渐明朗并有大量需求，储能电池的研究和应用势头有可能超过动力电池，有望在较短时间内实现技术突破和推广应用。”
据了解，电网公司一般要求应用在风电、太阳能等可再生能源发电领域的电池寿命为15年，按每天充放一次计算，大概需要6000次，考虑到恶劣的运行工况，至少达到5000次。而现在动力锂离子电池，以磷酸铁锂电池为例，在全充全放的情况下可以达到2000次充放循环。“如果充放电深度要求低于100% DOD，以及1C左右较低的充放电倍率，就目前的技术现状，磷酸铁锂电池超过3000次的循环寿命应该问题不是太大。但是要达到5000~6000次循环，还需要在关键电池材料性能改进、电池结构设计等方面进行技术研发。经过2~3年的研究，要达到5000次充放循环的要求还是比较乐观的。当然，也要考虑成本，这也是影响锂离子电池在电网等储能领域应用的重要因素。”蒲薇华博士预测说。
除了单体电池的寿命和成本问题，影响锂离子储能电池的还有电池成组技术、与之配套的相关电源管理系统、国家政策以及电网的接受程度等。
近期，锂离子电池在储能领域的应用有了进展，据了解，按照计划，2010年6—7月张北风光储能基地中的锂电储能系统将投产，其中1 MW的锂电池由比亚迪股份有限公司提供。对此，专家表示，电网公司也清楚知道目前没有锂电池能满足15年的寿命要求，要想未来有所应用就只能先试用，这是一种期望值和技术成熟度的妥协。
我国在锂离子电池上走在了全球的前列，比亚迪股份有限公司、深圳市比克电池有限公司、天津力神电池股份有限公司等都是这一行业的重量级企业，据了解，比亚迪股份有限公司先后建成了多条生产线，能够生产包括0.2 MW、1 MW和1.2 MW的产品。
长城证券有分析师预测，按照目前市场普遍预期的2020年风电发电装机容量达到1.5亿kW计算，以河北张家口项目为参考，相关的储能容量将超过2000万kW，假设其中50%采用化学储能，市场需求将超过1000万kW，按照锂电池可以占据30%左右的市场份额计算，则有300万kW的需求。
但未来的市场固然美好，也还需要经过示范项目的测试，在生产商、研究机构以及电网公司的共同推动下一步一步实现。大家普遍的认识是，这个市场未来会很大，但目前发展不会很快。