锂离子电池的电极（正极和负极）在离子传输中起着重要作用，因此对于高效的能量传输至关重要。这些电极由压实的颗粒材料组成。这些材料的化学成分和物理特性都将对电池的性能、生命周期和安全性产生重大影响，进而影响电池的设计优化以符合其预期用途。电极材料的物理特性，例如表面积、颗粒大小，晶粒尺寸和形状，孔径，对单个电池内的电荷交换有直接影响。其他物理属性，例如晶体结构，固体和骨架密度以及电极材料颗粒的 zeta 电位，均在电池的内部的导电性中起着关键作用。电池的耐用性不仅与电极涂层的质量有关，而且与电极本身的附着力有关。其可以通过可量化的划痕测试准确评估。开发电极材料的另一个关键步骤是测试重金属污染。微波酸消解是重金属分析的样品前处理制备步骤。使用 XRD 或 SAXS 等方法，还可以表征完整电池组件中电极材料的特性，以监测充电和放电过程中的变化。

锂离子电池中的隔膜是一种纤薄的多孔膜，其能够防止阳极和阴极之间的短路，同时允许它们之间的离子流动，在电池功能中起着关键作用。隔膜需要具备机械坚固性，在活跃电池条件下稳定，并且对其他电池材料呈惰性，但仍需要足够多孔以实现离子传输。  隔膜的通孔尺寸是确保最佳电池性能的关键参数。该孔必须足够小以防止在隔膜上形成枝晶并导致短路，但必须足够大以促进阴极和阳极之间的离子流动。此外，必须筛查以避免出现较大的可能导致短路的孔。  隔膜的另一个关键参数是它们的机械强度和结构性能。具体来说，测量隔膜需要多少预张力是避免组装过程中破裂或撕裂以及组装后下垂的关键参数。