Med hitrim napredkom energetskih tehnologij znanstvena izbira materialov za baterije neposredno vpliva na delovanje, varnost in-stroškovno učinkovitost. Od zabavne elektronike do električnih vozil do velikih-sistemov za shranjevanje energije, različni scenariji uporabe postavljajo različne zahteve glede materialov baterij, zaradi česar je ustrezen izbor materialov baterij ključnega pomena.
Prvič, gostota energije je ključna točka. Litij-ionske baterije so prednostna izbira za prenosne naprave zaradi svoje visoke specifične kapacitete (na primer, teoretična kapaciteta katod iz litij-kobalt-oksida je približno 140 mAh/g). Medtem ko ima litij železov fosfat (LFP) nižjo energijsko gostoto (približno 160 mAh/g), se pogosto uporablja v novih energetskih vozilih zaradi svoje toplotne stabilnosti in dolge življenjske dobe. Drugič, varnost je ključnega pomena. Ternarni materiali (kot je nikelj-kobalt-mangan (NCM) imajo visoko energijsko gostoto, vendar so nagnjeni k sproščanju kisika pri visokih temperaturah, kar predstavlja nevarnost toplotnega uhajanja. Nasprotno pa anodni materiali iz litijevega titanata nudijo vrhunsko varnost in so primerni za aplikacije, ki zahtevajo stroge zahteve glede stabilnosti.
Stroški in vzdržnost virov prav tako vplivajo na materialne odločitve. Viri kobalta so redki in njihove cene močno nihajo, kar usmerja industrijo k zasnovam-brez kobalta (kot so binarne katode iz niklja-mangana) ali razvoju alternativnih tehnologij, kot so natrijeve-ionske baterije. Poleg tega je treba upoštevati okoljsko združljivost. Pri nizkih temperaturah se ionska prevodnost elektrolitov in elektrodnih materialov zmanjša, zaradi česar je potrebna uporaba dodatkov (kot je LiFSI) ali trdnih-elektrolitov za optimizacijo delovanja.
Konec koncev, izbira materialov za baterijo zahteva celovito ravnovesje med parametri delovanja, zahtevami glede uporabe in pogoji dobavne verige. S preboji v tehnologijah, kot so polprevodniške-baterije in litij-žveplove baterije, bo znanost o materialih še naprej vodila inovacije v industriji baterij.