सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री महत्वपूर्ण घटक हैं जो बैटरी के प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं; इन सामग्रियों में अंतर के कारण विभिन्न प्रकार की बैटरी में वोल्टेज, क्षमता, चक्र जीवन, सुरक्षा और अनुप्रयोग के दायरे में महत्वपूर्ण भिन्नताएं होती हैं। ऑपरेशन के दौरान, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, जो इलेक्ट्रॉनों की गति के माध्यम से विद्युत प्रवाह उत्पन्न करती हैं और रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं। आमतौर पर, नकारात्मक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है (ऑक्सीकरण से गुजरता है), जबकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है (कमी से गुजरता है)। इन सामग्रियों का चुनाव सीधे बैटरी की ऊर्जा घनत्व, चार्ज {{3}डिस्चार्ज दक्षता और सेवा जीवन को प्रभावित करता है।
लेड {{0}एसिड बैटरियां सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए लेड डाइऑक्साइड (PbO₂) और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए स्पंजी लेड (Pb) का उपयोग करती हैं, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड घोल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में काम करता है। डिस्चार्ज के दौरान, दोनों इलेक्ट्रोड सामग्री विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए सल्फ्यूरिक एसिड के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करती हैं। परिपक्व प्रौद्योगिकी, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता की विशेषता वाली लेड एसिड बैटरियों का उपयोग लंबे समय से ऑटोमोटिव स्टार्टर सिस्टम, यूपीएस बैकअप बिजली आपूर्ति, दूरसंचार बेस स्टेशन और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में किया जाता रहा है। हालाँकि, सीसे के उच्च घनत्व के परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम ऊर्जा घनत्व और महत्वपूर्ण बैटरी वजन होता है।
लिथियम -आयन बैटरियां विभिन्न प्रकार की सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रियों का उपयोग करती हैं और वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरी प्रकार का प्रतिनिधित्व करती हैं। सामान्य सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रियों में लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO₄), टर्नरी सामग्री (जैसे NCM-निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज-या NCA-निकल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम), और लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO₂); नकारात्मक इलेक्ट्रोड आमतौर पर ग्रेफाइट का उपयोग करते हैं, हालांकि कुछ नई बैटरियां ऊर्जा भंडारण क्षमता बढ़ाने के लिए सिलिकॉन आधारित सामग्री को शामिल करती हैं। ये बैटरियां सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों के अंतर्संबंध और डी - के माध्यम से संचालित होती हैं। उच्च ऊर्जा घनत्व, हल्के वजन और लंबे चक्र जीवन जैसे लाभ प्रदान करते हुए, इनका उपयोग नई ऊर्जा वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और उच्च प्रदर्शन यूपीएस बिजली आपूर्ति में बड़े पैमाने पर किया जाता है।
अन्य बैटरी प्रकार भी विशिष्ट सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, निकल {{1}धातु हाइड्राइड (NiMH) बैटरियां आम तौर पर सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए निकल ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड (NiOOH) और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए हाइड्रोजन {2}भंडारण मिश्र धातु का उपयोग करती हैं, जबकि निकल {{3}कैडमियम (NiCd) बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए निकल ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए कैडमियम का उपयोग करती हैं। जैसे-जैसे बैटरी तकनीक विकसित हो रही है, नई इलेक्ट्रोड सामग्री {{5}जैसे सिलिकॉन {6}कार्बन कंपोजिट, ठोस {7}स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स, और सोडियम {{8}आयन बैटरी {{9} के लिए सामग्री पर तेजी से शोध और कार्यान्वयन किया जा रहा है। भविष्य में, कैथोड और एनोड सामग्रियों की संरचनाओं को अनुकूलित करने से बैटरी क्षमता, सुरक्षा और चक्र जीवन में और सुधार हो सकेगा, जिससे नई ऊर्जा भंडारण और स्मार्ट पावर सिस्टम के विकास के लिए अधिक विश्वसनीय तकनीकी सहायता मिलेगी।
