Enerģijas uzglabāšanas barošanas avotu veiktspēja, drošība un kalpošanas laiks lielā mērā ir atkarīgi no zinātniskās atlases un optimizētas materiālu sistēmu kombinācijas. Kā saliktai sistēmai, kas apvieno elektroķīmiju, termisko pārvaldību un strukturālo aizsardzību, materiālu izvēlei ir jāatbilst ne tikai galvenajām enerģijas uzkrāšanas un jaudas prasībām, bet arī jāņem vērā vides pielāgošanās spēja, drošības aizsardzība un ražošanas izmaksas. Tāpēc izstrādes posmā ir nepieciešams visaptverošs daudzpusīgs novērtējums.
Šūnu materiāli ir enerģijas uzkrāšanas barošanas avotu enerģijas kodols. Kopējās sistēmas ietver trīskāršo litiju, litija mangāna oksīdu, litija dzelzs fosfātu un litija polimēru. Trīskāršajiem litija materiāliem ir augsts enerģijas blīvums, un tie ir piemēroti scenārijiem, kas ir jutīgi pret izmēru un svaru, taču tie ir relatīvi ierobežoti attiecībā uz drošību augstā temperatūrā un cikla ilgumu. Lai gan litija dzelzs fosfātam ir nedaudz zemāks enerģijas blīvums, tam ir lieliska termiskā stabilitāte un ilga cikla raksturlielumi, kas lieliski darbojas lietojumos ar biežiem uzlādes{4} cikliem un augstām drošības prasībām. Litija polimēru šūnām ir unikālas formas elastības un vieglā dizaina priekšrocības, kas atvieglo kompaktu iekšējo izkārtojumu. Izvēloties elementu materiālus, ir rūpīgi jāapsver jaudas prasības, ātruma veiktspēja, darbības vide un izmaksu ierobežojumi, lai tie atbilstu dažādu lietojumprogrammu scenāriju prioritārajiem rādītājiem.
Materiāli, ko izmanto ārējam apvalkam un konstrukcijas komponentiem, tieši ietekmē iekārtas mehāniskās aizsardzības un termiskās vadības iespējas. Tehniskā plastmasa (piemēram, PC/ABS un liesmu slāpējošais neilons) nodrošina izcilu izolāciju, liešanas elastību un izturību pret ķīmisko koroziju, vienlaikus ir viegls, tāpēc tās ir piemērotas pārnēsājamiem izstrādājumiem. Metāli, piemēram, alumīnijs un magnija sakausējumi, piedāvā ievērojamas priekšrocības stiprības, siltuma izkliedes efektivitātes un elektromagnētiskā ekranējuma ziņā, un tos parasti izmanto stacionārās vai liela -jaudas-blīvuma iekārtās, kas ātri izkliedē iekšējo siltumu un ir izturīgas pret ārējiem triecieniem. Dažos augstākās klases risinājumos tiek izmantotas kompozītmateriālu struktūras, iestrādājot metāla karkasus kritiskās slodzes-nesošajās zonās un izmantojot vieglu plastmasu nenesošajās -slodzes-zonās, lai panāktu līdzsvaru starp stingrību un pārnesamību.
Materiālu izvēle vadošajiem un savienojošajiem komponentiem ir ļoti svarīga lielas{0}}strāvas pārvades stabilitātei un izturībai. Augstas -tīrības varš tiek plaši izmantots tā augstās vadītspējas un izcilās elastības dēļ, un tā virsma bieži ir niķelēta-vai apzeltīta-, lai uzlabotu oksidācijas un korozijas izturību, samazinātu kontaktu pretestību un pagarinātu kalpošanas laiku. Iekšējos vadītājos bieži tiek izmantota augstas -temperatūras izturīga silikona stieple vai liesmu{7}}apturošs pīts apvalks, līdzsvarojot elastību un elektrisko drošību, lai nodrošinātu drošu vadītspēju pat ekstremālos apstākļos.
Izolācijas materiālu un siltuma pārvaldības līdzekļu izvēle ir vienlīdz svarīga. Augstas-temperatūras izturīgas, zemu-dielektrisko-zaudējumu inženiertehniskās plastmasas vai keramikas substrāti var efektīvi izolēt augstsprieguma -komponentus, novēršot šļūdei un bojājumus; fāzes maiņas materiāli un siltumvadošs silikons tiek izmantoti, lai izlīdzinātu temperatūras atšķirības starp šūnām, uzlabojot vispārējo termisko stabilitāti un aizkavējot veiktspējas pasliktināšanos, ko izraisa lokāla pārkaršana.
Raugoties nākotnē, vides aizsardzība un pārstrādājamība kļūst par jauniem apsvērumiem materiālu izvēlē. Bio-plastmasas, halogēnu-nesaturošu liesmas slāpētāju un otrreizēji pārstrādājamu metālu izmantošana pakāpeniski pieaug, saskaņojot ar zaļās ražošanas tendencēm un palīdzot samazināt ietekmi uz vidi visā dzīves ciklā.
Kopumā enerģijas uzglabāšanas barošanas avotu materiālu izvēle ir starpdisciplinārs, daudzmērķu sistēmu inženierijas projekts, kurā nepieciešams līdzsvars starp elektroķīmisko veiktspēju, konstrukcijas izturību, termisko pārvaldību, drošības atbilstību un ilgtspējību, lai nodrošinātu stabilu materiālu pamatu drošai, efektīvai un ilgstošai iekārtas darbībai.