Usredno brzo napredovanje energetskih tehnologija, naučni izbor materijala za baterije direktno utječe na performanse baterije, sigurnost i troškove- efikasnost. Od potrošačke elektronike do električnih vozila do velikog sistema za skladištenje;
Prvo, gustina energije je ključno razmatranje. Litijumska - ion baterije su preferirani izbor za prenosnim uređajima zbog visokog specifičnog kapaciteta (na primjer, teorijski kapacitet litijumskih kobaltnih katoda je približno 140 mAh / g). Dok se litijum gvožđe fosfat (LFP), dok ima nižu gustoću energije (otprilike 160 mAh / g), široko se koristi u novim energetskim vozilima zbog svoje termičke stabilnosti i dugog ciklusa života. Drugo, sigurnost je presudna. Ternarni materijali (kao što su nikl - mangan (NCM)) imaju visoku gustinu energije, ali su skloni oslobađanju kisika na visokim temperaturama, što predstavlja rizik od termičkog bijesa. Nasuprot tome, litijum-titanate anodni materijali nude vrhunsku sigurnost i pogodni su za aplikacije koje zahtijevaju stroge zahtjeve stabilnosti.
Trošak i održivost resursa također utječu na materijalne odluke. Kobaltni resursi su oskudni i njihove cijene znatno varaju, vozeći industriju prema Cobaltu {- slobodnim dizajnom (poput nikla - mangan binarnih katoda) ili razvijaju alternativne tehnologije poput natrijuma - ionske baterije. Nadalje, mora se razmotriti kompatibilnost okoliša. Na niskim temperaturama, Jonska provodljivost elektrolita i elektroda se smanjuje, zahtijeva upotrebu aditiva (poput LIFSI) ili čvrstog - državnih elektrolita za optimizaciju performansi.
Konačno, izbor materijala za baterije zahtijeva sveobuhvatnu ravnotežu parametara performansi, zahtjeva za primjenu i uslove lanca opskrbe. Uz proboj u tehnologiji, poput čvrste - državne baterije i litijum - sumpor baterije, nauka materijala i dalje će voditi inovacije u industriji baterije.