鋰電池的負極材料：石墨(Graphite)、鈦酸鋰(LTO)、矽(Silicon)
一般鋰電池使用「石墨(Graphite)」做為負極材料，因為石墨導電性佳而且價格便宜，但是石墨是「層狀結構」，長期使用鋰離子會在負極材料進進出出，最後會在一層與一層材料之間長出樹枝狀的「鋰晶枝(Lithium dendrite)」，因為它是樹枝狀所以容易刺破隔離膜造成負極與正極之間接觸短路燃燒，或是刺破包裝的塑膠膜使電解液流出，電解液大部分是易燃物質，遇到高溫容易燃燒，最後造成「熱失控(Thermal runaway)」。
由於石墨是「層狀結構」因此會產生鋰晶枝，科學家想到改用「鈦酸鋰(LTO：Lithium Titanium Oxide)」取代石墨，鈦酸鋰(LTO)是「尖晶石(Spinel)」結構，類似蜂巢一格一格，長期使用鋰離子會分散在負極材料的格子裡進進出出不容易聚集產生鋰晶枝，可以增加鋰電池的安全性，未來電動車的時代加油站必須改為充電站，而儲能電池如果使用鈦酸鋰(LTO)做為負極材料可以增加安全性，因此中油積極投入興建鈦酸鋰(LTO)量產工廠，將研究成果商業化帶動公司轉型[2]。
使用鈦酸鋰(LTO)的優點是增加安全性，但缺點是降低鋰電池的能量密度而且價格較高，安全與方便無法兼顧。另外一個選擇是使用「矽(Silicon)」做為負極材料，可以增加鋰電池的能量密度，但是矽嵌入鋰離子體積會膨脹，如果使用純矽做為負極材料，體積可能會膨脹高達四倍，大家可以想像一下充電的時候電池體積膨脹要如何解決？可能的解決方法是製作尺寸小於100奈米的「奈米矽」，但是這樣又會增加成本。
鋰電池的正極材料：三元鎳鈷錳(NCM)、磷酸鋰錳鐵(LMFP)、磷酸鋰鐵(LFP)
三元鋰電池是使用鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)，因為含有三種主要元素鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)，因此稱為「三元」，能量密度最高而且價格較高，又不適合大電流充放電，因此比較適合應用在手機或消費性電子產品，但是因為鎳鈷化合物不耐高溫所以安全性較差，雖然特斯拉還是把這種電池應用在電動車上。
解決的方法是改用「磷酸鋰錳鐵(LMFP)」或「磷酸鋰鐵(LFP)」，能量密度較低但是價格較低，又適合大電流充放電，因此比較適合應用在電動車上，而且因為錳鐵化合物耐高溫所以安全性較佳，特別是電動車的電池容量很大，需要在較短的時間內完成充放電，快充快放時電池的溫度上升，因此這是未來電動車主要使用的電池。
