Det är en typ av batteri som kallas litiumsvavel, som - i teorin - kan ha fem gånger så stor energitäthet som litiumjonformerna i vid användning idag.
Men prototypen som utvecklats av ett brittisk-kinesiskt team övervinner ett viktigt hinder för deras kommersiella utveckling genom att ta inspiration från tarmen.
Detaljer visas i tidskriften Advanced Functional Materials.
Forskarna tar itu med utmaningen att förbättra batteritekniken med hjälp av en rad olika metoder; detta är en av dem.
Ett av de problem som hindrar den kommersiella utvecklingen av litiumsvavelbaserade apparater har varit nedbrytningen av batterierna som orsakas av förlusten av aktiva material inom.
För att komma till rätta med detta problem utvecklade forskarna ett lätt lager med nanoskalstruktur som påminner om de villi - fingerliknande utstick som kantar tunntarmen.
Hos människor används Villi för att absorbera nedbrytningsprodukter och öka ytan över vilken denna process kan äga rum.
I det nya litiumsvavelbatteriet placeras ett lager av material med en villiliknande struktur, tillverkad av små zinkoxidtrådar, på ytan av en av batteriets elektroder.
Detta kan fånga fragment av det aktiva materialet när de bryts av, hålla dem tillgängliga för pågående reaktioner och göra det möjligt att återanvända materialet.
"Det är en liten sak, detta lager, men det är viktigt", sade studien medförfattaren Dr Paul Coxon från University of Cambridges avdelning för materialvetenskap och metallurgi.
"Detta ger oss en lång väg genom flaskhalsen som förhindrar utvecklingen av bättre batterier."
Forskarna säger att om hinder för kommersiell utveckling kan övervinnas kan litiumsvavelbatterier ha fem gånger så stor energitäthet som litiumjonbatterier som används i smartphones och annan elektronik.
Men som litium-svavelbatterier urladdning, svavelmolekyler förvandlas till kedjeliknande strukturer som kallas poly-sulfider.
Eftersom apparaterna genomgår flera laddningscykler går bitar av polysulfiden in i batteriets elektrolyt (den elektriskt ledande lösningen), så att batteriet med tiden förlorar aktivt material.
"Detta är första gången ett kemiskt funktionellt lager med en välorganiserad nano-arkitektur har föreslagits för att fånga och återanvända upplösta aktiva material under batteriladdning och urladdning", säger huvudförfattaren Teng Zhao, en doktorand från Cambridge.
"Genom att ta vår inspiration från naturen kunde vi komma fram till en lösning som vi hoppas kommer att påskynda utvecklingen av nästa generations batterier."
Apparaten är för närvarande ett principbevis; kommersiellt tillgängliga litiumsvavelbatterier är fortfarande några år bort.
Dessutom, även om antalet gånger batteriet kan laddas och urladdas har förbättrats, kan det fortfarande inte gå igenom lika många laddningscykler som ett litiumjonbatteri.
Men forskarna påpekar att, med tanke på att ett litium-svavelbatteri inte behöver laddas lika ofta som ett litium-jonbatteri, kan det vara så att ökningen av energitätheten eliminerar det lägre totala antalet laddnings-urladdningscykler.
Forskare har konstruerat ett nytt prototypbatteri som efterliknar människans tarmstruktur.