据市场预测，未来十年电动汽车(EV)的销量将稳步增长，同时政府在应对气候变化方面的一些举措也涉及到淘汰燃油汽车。电动汽车的发展得益于可充电电池，这也是使用清洁和可再生能源的基本体系。电动汽车使用动力总成电池为所有发动机部件提供能量，使其发挥预期的功能。
事实证明，生产电动汽车动力总成电池的环境成本很高，但遗憾的是，只有少数汽车制造商在认真对待这一问题。制造这些电池所使用的原材料是锂及其变体。这些变体包括钴镍、锰和其他几种材料。在市场上占主导地位的材料是钴锰，许多电动汽车公司都使用这种材料。但是在另一方面，特斯拉使用的则是锂钴和锰的组合。一些汽车制造商正在开发一种新的不含钴的动力总成，不过，钴目前仍然是一种重要的矿物质，没有它电动汽车动力系统将难以制造。
锂离子电池被广泛用于智能手机和笔记本电脑等便携式消费电子产品。由于其能量密度比铅酸或镍氢电池更高，它们也被用于电动汽车。这一优势使汽车制造商能够在不牺牲存储容量的情况下开发出更小的电池。锂离子电池还具有高功率重量比、高能效、高温性能和自放电低等特点。此外，锂离子电池的各个部件都可以回收利用，使其成为一种环保的选择。下一节将探讨基本的锂离子电池的工作原理。
锂离子电池的工作原理是电化学反应，电子在两个电极之间转移，其中一个带负电，另一个带正电。电极浸入导电电解液中，促进带电离子在电极之间的移动。
锂离子电芯具有插层化合物，其特征在于具有允许锂离子迁移或沉积的层状晶体结构。给锂离子电池充电时，离子从正极移动嵌入到负极，并等待下一个放电周期。
最新一代的电池具有更强的离子迁移率，可实现更快的充电速度，且不会产生相关的过热风险。为此，芯片制造商开发了一系列用于锂离子电池管理的集成解决方案，以简化充电器的设计。这些公司现在提供的芯片使工程师可以设计出能够利用恒流阶段加速充电的产品。
在放电过程中，离子通过电解液从负极移动到正极，而电子则通过向电子设备供电的外部电路从负极流到正极。正极上的离子和电子结合导致锂沉积。一旦所有离子返回正极，电池就完全放电，需要重新充电。
在电动汽车的放电过程中，电池存储的能量被耗尽，并且随着电流从电池流向电机，电池的电压会下降。放电速率取决于电机的功率需求和电池的容量，这决定了在电池需要充电之前其所能提供的能量。高效的电池放电对于优化电动汽车的续航里程和性能至关重要。
电池充电方程是根据电池容量来表示的。它取决于电池的额定容量的数值(单位为安培小时，Ah)以及达到该数值的时间。方程定义为：
其中，I是以安培为单位的充电或放电电流，M是C的系数，C是额定容量的数值，n是确定到C的时间。
图为电动汽车在住宅区充电
目前，电动汽车电池开发的行业标准是使用锂离子技术，该技术在过去30年中取得了重大的进步。与其他技术相比，锂离子电池提供了出众的能量密度，但它们需要精确控制充电过程和进行合适的封装。当前，锂离子技术被认为是兼顾容量、充电灵活性和耐用性的最佳选择。
尽管全固态电池引起了广泛关注，但此类电池的开发尚未取得足够进展，无法使其成为生产电动汽车电池的主要来源。固态电池旨在用固态材料取代传统锂离子电池的液态电解质，固态材料可以采用聚合物或无机粉末(例如陶瓷)的形式。
锂离子电池中的液态电解质可以渗透阴极和阳极。高温会加速电解质的化学降解，而有机溶剂的易燃性会导致系统的故障和火灾。相反，全固态电池不易挥发，可在高温下保持稳定和安全。
日产等电动汽车制造商正在专注于固态电池的开发。该公司已经开始在神奈川县的日产研究中心开发原型，开发过程已持续了一年。日产还透露，将于2025年生产第一批不含液态电解质的固态电池，并计划在2028年实现量产。
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