用一句话来总结： 锂电池，以及类似化学储能型电池背后的基本化学原理，限制了电池的能量密度。很多答主提到的不同的制造结构，不断地优化新的材料，这些本质上都是工艺改良。锂离子电池发展了一百多年，本质的化学基础原理没有改变。
本话题下的高赞答案已经把最基本的原理说明白了，该回答点出两点：
电池放电过程和燃料燃烧过程，本质上都可以认为是一个氧化还原的过程，或者描述为是电子从还原剂向氧化剂的转移；两者最大的区别，是否有序我之所以要补充写这个答案，是因为高赞答案很快陷入了具体工艺之中，其实只要再它高度概括的定义下面补充如下2点就完美了：
3. 锂电池以及其他类似化学原理的电池容量提升的最大壁垒，是电池本体同时包含了氧化剂和还原剂，而电池一百多年来的技术研发，仅仅是为了让相同的电池重量下，氧化剂和还原剂的比重更大而且更活泼的前提下，依然能够让氧化还原反应有序的进行。
4. 化学储能电池的能量密度永远不可能超越，而且将会远远低于汽油、柴油等车用燃料，是因为汽油-空气发生燃烧—氧化还原反应的时候，空气/氧化剂是从外界直接获取的。
我们再看一下这张图：
电池如果要达到汽油的能量密度，它就必然要穿过“爆炸物”这个层级。而这个层级，就已经是电池不可逾越的超级天花板了。有人说：你怎么能这么肯定呢？你如何能够断言短期内不会出现材料、技术的突破，从而带来颠覆性的能量密度的暴涨呢？
我们再来一遍这个逻辑：
电池 = 氧化剂+还原剂+让反应有序可逆进行的相关结构；爆炸物=氧化剂+还原剂+触发无序的反应即可；首先，恰恰是为了维持“有序可逆的反应”，所以工程师们创造了电解液、隔膜、电极结构、各种壳体、检测电路等等。
一个简简单单的“有序”，就把实际参与反应的氧化剂和还原剂的质量比例稀释的非常低，一块电池中实际包含的锂元素重量达到了百分之X这个量级。而从爆炸物来说，尽管它和电池一样，氧化剂和还原剂都带在身上，但是它是一个无序的不可逆反应，不需要考虑反应的控制，因此现实中的爆炸物中氧化剂和还原剂的比例很高。而即便如此，爆炸物从黑火药开始发展了上千年，到目前能够被大量高性价比制造的炸弹类型的能量密度也不过上图那么寥寥几种。
或者反过来说，如果人类能发明出一种能量密度甚至超过当前爆炸物的电池类型，那么首先，人类应该发明出一种基于这种类型电池的超高能爆炸物，而且应该更加廉价。因为相同