正如电容触摸屏技术出现后才有可能制造普及的智能手机一样。如果要达到类似内燃车的500公里续航的话，按照每千瓦时行驶5.5公里计算（EPA平均数据），电动车需要存储90千瓦时（度）的电量才能满足。采用整车2吨作为上限，其能量密度最少要达到200wh/kg以上的电池才能勉强符合电动车的要求，从上图可以看出，锂离子电池已经在2005年前后跨越了这一门槛，电动车终于在续航能力方面有了向内燃车正面挑战的资格。
当然用作动力电池并非仅仅是能量密度提升这么简单，还涉及到使用寿命、安全性、性能、成本等重要参数。技术出现重要里程碑之后，各大汽车公司均投入了一定精力用于研究可用作电动车的动力电池。以下是几种常见的用做动力电池的锂化合物材料：
锰酸锂（LiMn2O4）：
锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，能量密度尚可，是比较理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。不过近年来通过表面包覆和掺杂结合的改性手段来提高锰酸锂的电化学性能，这方面的进步很快。目前已有雪佛兰Volt，日产Leaf采用这种电池技术路线。
磷酸铁锂（LiFePO4）：
磷酸铁锂主要的优点在于安全性良好、热稳定性不错、高放电功率、可快速充电且循环寿命长。不足之处主要是振实密度和比能都低从而体积较大重量偏沉，低温性能也较差，另外生产工艺也不太容易保持材料的一致性。目前使用这种技术路线有比亚迪的e6和菲斯克的Fisker Karma。
镍钴铝锂（LiNiCoAlO2）：
镍钴铝锂也叫NCA，这种材料在能量密度、功率系数和使用寿命上可以说是理想的动力电池，不太讨人喜欢的主要是安全性和成本，但是用作小电池安全性的提升相当大，成本高主要是因为生产工艺要求比较高，在主流厂家稳定工艺量产后成本可以得到进一步控制。特斯拉的Model S正是通过和松下的合作，深度定制了这种电池。
钛酸锂（Li4Ti5O12）：
钛酸锂是用作负极材料的，其低温性能和使用寿命都极佳，而且可以快速充放电，安全性也非常好。问题就是能量密度实在太低，成本也实在太高，所以比较适合增程式电动车，三菱的i-MiEV就采用了这种技术路线。
需要强调的是汽车动力电池的安全性是一个系统工程，任何锂离子电池本身的安全性能只能提供一定程度保障，百万分之一（ppm）爆喷率都远远不够汽车级的安全要求，因此电动车设计时就要防止出现热失控、刺穿、短路等意外。整体安全性设计的概念非常重要也并非容易做到，以上的车型没有出现过着火事故的只有日产的Leaf和特斯拉的Model S，尽管两者都不是应用了标榜安全的正极材料，但都采用了严格的办法来保证安全性，所以目前验证反而是最安全的。
另外值得一提的是动力电池还有一条技术路线燃料电池，燃料电池虽然不存在能量密度的问题，但是需要使用贵金属做催化剂使得成本很难控制从而不具经济实用性。另外一方面加氢这种基础设施建设的成本和难度更甚于一般的充电站或是加油站。按照正常逻辑推算，未来10-20年内可能几乎没有什么实用意义。
锂离子电池的电化学革新本质上依赖于材料科学的进步，如今能量密度正以每年约5-7%的速度提升，在硅系负极、固态电解质、锂硫、锂空、锌空等新技术的轮番冲击下，根据预测能量密度有望在2020年达到400wh/kg的高度，价格可能会下降到每千瓦时200美元左右，从而使得电动车在和内燃车同等价位下装备足够电量彻底克服里程焦虑。
没有什么特别的意外的话，通过对电池的分析可以看到时代正处在电动车即将大发展的十字路口，为了抢占历史机遇，各国纷纷出台政策鼓励电动车发展，并且争先恐后的制定了充电基础设施的标准，美国是SAE J1772，日本是CHAdeMo，欧洲还在IEC 62196的框架内努力寻求统一标准，而中国尚无相应标准。
如果当下真的是这样的历史性十字路口，相信一定能够看到里程碑式电动车产品的出现，遍搜寰宇，目前拥有能接近内燃车的行驶里程——480公里续航，最短充电时间——半小时充70%，一小时充满这样的唯一一款电动车正是来自于特斯拉汽车公司的Model S。
