Almennt er hægt að flokka rafhlöður í þrjá meginflokka: efnarafhlöður, líkamlegar rafhlöður og líffræðilegar rafhlöður. Meðal þeirra hafa efnarafhlöður og eðlisrafhlöður verið notaðar í fjölda-framleidd rafknúin farartæki, á meðan litið er á líffræðilegar rafhlöður sem ein mikilvægasta þróunarstefnu framtíðar rafgeyma fyrir rafbíla. Miðað við núverandi hagnýta notkunaraðstæður munum við aðeins veita nákvæma kynningu á efnarafhlöðum.
I. Lithium rafhlöður
Lithium rafhlöður eru ein af algengustu rafhlöðutegundunum í rafknúnum ökutækjum. Þrátt fyrir að þeir hafi aðeins verið til síðan 1970, hafa þeir fljótt ráðið yfir rafhlöðumarkaðnum fyrir rafbíla vegna mikillar orkuþéttleika og langrar endingartíma. Eins og er, innihalda litíum rafhlöður sem notaðar eru í rafknúnum ökutækjum aðallega litíum járnfosfat rafhlöður og litíum nikkel mangan kóbalt oxíð rafhlöður, og þessar tvær tegundir rafhlöðu hafa verulegan mun á eigin einkennum, svo það er nauðsynlegt að veita nákvæma útskýringu og samanburð á þeim.
(1) Litíum járnfosfat rafhlöður
Í samanburði við fyrstu litíum mangan oxíð rafhlöður, hafa litíum járn fosfat rafhlöður ekki marktækan mun á orkuþéttleika, sem er um það bil 100-110 Wh/kg. Hins vegar er hitastöðugleiki þeirra sá besti meðal núverandi litíum rafhlöður í ökutækjum. Innri efnaíhlutir byrja aðeins að brotna niður þegar hitastig rafhlöðunnar nær 500-600 gráður, en innri efnaíhlutir litíum kóbaltoxíð rafhlöður, sem einnig eru litíum rafhlöður, eru nú þegar í óstöðugu ástandi við 180-250 gráður. Með öðrum orðum, öryggi litíum járn fosfat rafhlöður er best meðal litíum rafhlöður, og af þessum sökum eru þær orðnar ein helsta tegund rafhlöðu fyrir rafbíla.
(2) Lithium Nikkel Manganese Cobalt Oxide Rafhlöður
Í samanburði við litíum járnfosfat rafhlöður hafa litíum nikkel mangan kóbalt oxíð rafhlöðurnar sem notaðar eru í Tesla Model S mun meiri orkuþéttleika miðað við þyngd, um það bil 200 Wh/kg. Þetta þýðir að litíum nikkel mangan kóbalt oxíð rafhlöður af sömu þyngd hafa lengri drægni en litíum járn fosfat rafhlöður. Hins vegar eru ókostir þeirra einnig augljósir. Þegar hitastig rafhlöðunnar er 250-350 gráður byrja innri efnaíhlutir að brotna niður, sem gerir mjög miklar kröfur til rafhlöðustjórnunarkerfisins. Hver rafhlaða klefi þarf að vera búinn sérstökum öryggisbúnaði. Þar að auki, vegna smæðar hverrar frumu, er fjöldi rafhlöðufrumna sem þarf fyrir eitt ökutæki mjög stór.
II. Nikkel-Málhýdríð rafhlöður
Nikkel-málmhýdríð rafhlöður eru önnur almenn tegund rafhlöðu fyrir rafbíla fyrir utan litíum rafhlöður. Þeir hafa smám saman þróast síðan á tíunda áratugnum. Mörg tvinnbílar, eins og Toyota Prius, nota þessa tegund rafhlöðu sem orkugeymsluhluta. Orkuþéttleiki þeirra er ekki mikið frábrugðinn því sem er í venjulegum litíum rafhlöðum, um það bil 70-100 Wh/kg. Hins vegar, þar sem spenna eins rafhlöðuklefa er aðeins 1,2V, sem er þriðjungur af litíum rafhlöðum, er rúmmál rafhlöðupakkans stærra en litíum rafhlöður þegar nauðsynleg spenna er sú sama.
Líkt og litíum rafhlöður, þurfa nikkel-málmhýdríð rafhlöður einnig rafhlöðustjórnunarkerfi, en þær huga betur að hleðslu- og afhleðslustjórnun rafhlöðunnar. Ástæðan fyrir þessum mun er aðallega vegna "minnisáhrifa" nikkel-málmhýdríð rafhlaðna, sem þýðir að rafgeymirinn mun minnka á meðan á hleðslu og afhleðslu stendur. Ofhleðsla eða ofhleðsla getur einnig flýtt fyrir afkastagetu rafhlöðunnar (þennan eiginleika litíumrafhlöðu er næstum hægt að hunsa). Þess vegna, fyrir framleiðendur, er rafhlöðustýringarkerfi nikkel-málmhýdríð rafhlaðna stillt til að koma í veg fyrir ofhleðslu og ofhleðslu á virkan hátt, svo sem að stjórna hleðslu- og afhleðslusviðinu tilbúnar innan ákveðins hundraðshluta af heildargetu til að draga úr hraða minnkunar afkastagetu.