新能源純電動汽車的核心無疑是電池，時下，市面上主流新能源純電動汽車的電池基本上采用的是三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池，相關資料顯示，2017年工信部公布的8批共296款新能源乘用車中，采用三元鋰離子電池的車型有221款，而采用磷酸鐵鋰的僅有33款。

磷酸鐵鋰離子電池：是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高。

磷酸鐵鋰離子電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環壽命。文獻顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。磷酸鐵鋰離子電池至少具有以下五大優點：更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。

磷酸鐵鋰離子電池的缺點在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環境下，放電能力和容量均會大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg，假如計算整個電堆，包括電池管理系統、散熱等零部件的能量密度就更低了。遠遠不能達到國務院公布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》明確提出“電池模塊的能量密度要求是大于150瓦時/公斤”的要求。此外，磷酸鐵鋰離子電池材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，產品一致性差。

三元鋰離子電池：正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰離子電池。這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優點，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協同效應其綜合性能優于任一單組合化合物。重量能量密度能夠達到200Wh/kg。據清華大學歐陽明高解釋：本次調查中所稱的"三元"材料，指的是正極是三元，負極是石墨的通常說法中的"三元動力鋰電池"。而在實際研發應用中，還有一種正極是三元，負極是鈦酸鋰的，通常被稱為"鈦酸鋰"，其性能比較安全，壽命比較長，不屬于普通所說的"三元材料。"

三元鋰離子電池的優點是能量密度高，循環性能好于正常鈷酸鋰。目前，隨著配方的不斷改進和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經達到或超過鈷酸鋰離子電池水平。

三元鋰離子電池的安全性較差，由于鎳鈷鋁的高溫結構不穩定，導致熱穩定性差，且pH值過高易使單體脹氣，進而引發危險。250-300℃就會發生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，出現的熱量進一步加劇正極分解，在極短的時間內就會爆燃。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進而導致短路，而短路時發出的熱量會造成電池熱失控，并迅速將溫度升至300℃以上，存在自燃風險。因此，關于三元鋰離子電池而言，其電池管理系統、散熱系統就至關重要。

迄今為止，三元和磷酸鐵鋰離子電池還未能夠分出真正的勝負，當然略占上風的是三元鋰離子電池，但兩者至少在現階段都不是完美的解決方法，石墨烯或者氫燃料動力電池等其他替代能源技術都在一旁虎視眈眈。