Usred brzog napretka energetskih tehnologija, naučni odabir materijala za baterije direktno utiče na performanse baterije, sigurnost i isplativost{0}}. Od potrošačke elektronike do električnih vozila do velikih-sistema za pohranu energije, različiti scenariji primjene postavljaju različite zahtjeve za materijale baterija, čineći odgovarajući odabir materijala za baterije ključnim.
Prvo, gustina energije je ključno razmatranje. Litijum{1}}jonske baterije su preferirani izbor za prijenosne uređaje zbog njihovog visokog specifičnog kapaciteta (na primjer, teoretski kapacitet katoda litijum kobalt oksida je približno 140 mAh/g). Dok se litijum gvožđe fosfat (LFP), iako ima manju gustoću energije (otprilike 160 mAh/g), naširoko koristi u novim energetskim vozilima zbog svoje termičke stabilnosti i dugog veka trajanja. Drugo, sigurnost je ključna. Trokomponentni materijali (kao što je nikl-kobalt-mangan (NCM)) imaju visoku gustinu energije, ali su skloni oslobađanju kiseonika na visokim temperaturama, što predstavlja rizik od toplotnog bijega. Nasuprot tome, litijum-titanat anodni materijali nude vrhunsku sigurnost i pogodni su za aplikacije koje zahtijevaju stroge zahtjeve stabilnosti.
Održivost troškova i resursa također utiče na materijalne odluke. Resursi kobalta su oskudni i njihove cijene značajno variraju, što industriju tjera na dizajn bez kobalta-(kao što su nikl-mangan binarne katode) ili razvoj alternativnih tehnologija kao što su natrijum{3}}jonske baterije. Nadalje, mora se uzeti u obzir ekološka kompatibilnost. Na niskim temperaturama, jonska provodljivost elektrolita i materijala elektroda se smanjuje, što zahtijeva upotrebu aditiva (kao što je LiFSI) ili elektrolita u čvrstom stanju- radi optimizacije performansi.
Na kraju krajeva, izbor materijala za baterije zahtijeva sveobuhvatan balans parametara performansi, zahtjeva primjene i uslova lanca snabdijevanja. Sa otkrićima u tehnologijama kao što su čvrste-baterije i litijum{2}}sumporne baterije, nauka o materijalima će nastaviti da vodi inovacije u industriji baterija.