鋰離子電池的電極（正極和負極）在離子傳輸中具有關鍵作用，因此對於高效的能量傳輸至關重要。這些電極由壓實的顆粒材料組成。這些材料的化學成分和物理特性都將嚴重影響電池的性能、生命週期和安全性，進而指導電池的設計優化，以達到其預期用途。電極材料的物理特性，例如：表面積、粒徑、晶體尺寸和形狀，對單個電池內的電荷交換有直接影響。其他物理屬性，例如：晶體結構、固體和骨架密度以及電極材料顆粒的 zeta 電位，在電池的內部導電性中具有關鍵作用。電池的耐用性不僅與電極塗層的品質有關，而且與電極本身的附著力有關。這可透過可量化的刮痕測試來準確評估。開發電極材料的另一個關鍵步驟是測試重金屬污染。微波酸消解是重金屬分析的初始樣品製備步驟。使用 XRD 或 SAXS 等方法，還可以分析完整電池組件中電極材料的特性，以監測充電和放電過程中的變化。

鋰離子電池中的隔板是一種薄的多孔膜，透過防止陽極和陰極之間的短路，同時允許它們之間的離子流動，在電池功能中具有關鍵作用。隔板需要機械堅固，在電池活躍條件下穩定，並且對其他電池材料呈惰性，但仍需要足夠多孔以實現離子傳輸。  隔板的通孔尺寸是確保最佳電池性能的關鍵參數。孔必須足夠小以防止在隔板上形成枝晶並導致短路，但必須足夠大以促進陰極和陽極之間的離子流動。此外，必須篩選和防止較大的孔或針孔，因為它們可能導致短路。  隔板的另一個關鍵參數是它們的機械強度和結構性能。具體來說，測量隔板需要多少預張力是避免組裝過程中破裂或撕裂以及組裝後下垂的關鍵。