리튬 이온 배터리의 전극(음극 및 양극)은 이온 전달에 핵심적인 역할을 하므로 효율적인 에너지 전달에 매우 중요합니다. 이 전극은 압축된 미립자 물질로 구성됩니다. 이러한 재료의 화학적 조성과 물성은 모두 배터리의 성능, 수명 및 안전성에 결정적인 영향을 미치며, 이는 최종적으로 원하는 용도에 맞는 배터리 설계 최적화의 기준이 됩니다. 표면적, 입자 크기, 결정 크기 및 모양, 기공 크기와 같은 전극 소재의 물성은 단일 셀 내의 전하 교환에 직접적인 영향을 미칩니다. 전극 소재 입자의 결정 구조, 고체 및 골격 밀도, 제타 전위와 같은 기타 물성은 배터리의 내부 전도도에 중요한 역할을 합니다. 또한 배터리의 내구성은 전극 코팅의 품질 뿐만 아니라 전극 자체의 접착력과도 관련이 있습니다. 이는 정량화 가능한 스크래치 테스트를 통해 정확하게 평가할 수 있습니다. 전극 재료 개발의 또 다른 핵심 단계는 중금속 오염을 테스트하는 것입니다. 마이크로파 산 분해는 중금속 분석을 위한 초기 시료 준비 단계입니다. XRD 또는 SAXS와 같은 방법을 사용하면 충방전 과정 중 변화를 모니터링하기 위해 완전한 배터리 어셈블리의 전극 소재가 충방전 과정이 진행되고 있는 동안의 특성을 실시간으로 특성화할 수도 있습니다.

리튬 이온 배터리의 분리막은 얇은 다공성 막으로 양극과 음극 사이의 이온이 흐르도록 하는 한편 단락을 방지하여 배터리 기능을 유지하는데 중요한 역할을 합니다. 분리막은 기계적으로 견고하고 배터리 활성 조건에서 안정적이어야 하며 다른 셀 소재에 대해 불활성이면서도 이온 수송이 가능할 만큼 다공성이어야 합니다.  분리막의 Through-pore 크기는 최적의 배터리 성능을 보장하는 핵심 매개변수입니다. 기공은 덴드라이트가 분리막을 가로질러 형성되어 단락을 일으키는 것을 방지할 수 있을 만큼 작아야 하지만, 음극과 양극 사이의 이온 흐름을 촉진할 만큼 커야 합니다. 또한, 더 큰 기공이나 핀홀은 단락으로 이어질 수 있으므로 검사하고 예방해야 합니다.  분리막의 또 다른 주요 매개변수는 기계적 강도와 구조적 특성입니다. 특히, 조립 중 파열이나 찢어짐은 물론 조립 후 처짐을 방지하기 위해서는 분리막의 Pre-tension이 얼마나 필요한지를 측정하는 것이 핵심입니다.