Z napredkom sektorjev, kot so elektronske naprave, nova energetska vozila, sistemi za shranjevanje energije in rezervni napajalniki UPS, uporabniki od baterij zahtevajo večjo zmogljivost. Sodobna zasnova baterij mora preseči osnovne funkcije shranjevanja in sproščanja energije; zahteva celosten pristop, ki uravnoteži dejavnike, kot so energijska gostota, učinkovitost polnjenja-praznjenja, okoljska prilagodljivost in proizvodni stroški. Splošna zmogljivost je izboljšana z optimizacijo izbire materiala in strukturne zasnove.
Gostota energije je kritičen dejavnik v procesu načrtovanja baterije. Večja energijska gostota omogoča, da baterija shrani več energije znotraj iste prostornine ali teže, s čimer se podaljša čas delovanja in izboljša učinkovitost naprave. Posledično načrtovalci nenehno optimizirajo materiale katod in anod, formulacije elektrolitov in strukture notranjih baterij, da povečajo zmogljivost shranjevanja energije na enoto teže in prostornine. Na primer, litij-ionske baterije so dosegle vrhunske zmogljivosti shranjevanja energije z uporabo visoko{4}}zmogljivih katodnih materialov poleg anodnih materialov, kot so spojine na osnovi grafita in-silicija, zaradi česar so široko uporabne v mobilnih napravah, električnih vozilih in sistemih za shranjevanje energije.
Varnost je še eno temeljno načelo pri načrtovanju baterij. Ker so baterije podvržene zapletenim kemičnim reakcijam med polnjenjem in praznjenjem, lahko pomanjkljiva zasnova povzroči varnostne težave, kot so prekomerno polnjenje, prekomerno-praznjenje, kratki stiki in pregrevanje. Zato moderne zasnove baterij običajno vključujejo več zaščitnih ukrepov, vključno z izboljšanjem stabilnosti materialov elektrod, izboljšanjem struktur separatorjev, povečanjem zmogljivosti odvajanja toplote in integracijo inteligentnih sistemov za upravljanje baterij (BMS). S spremljanjem parametrov, kot so napetost, tok in temperatura v realnem-času, lahko ti sistemi prilagodijo stanje delovanja baterije, ublažijo varnostna tveganja in zagotovijo stabilno delovanje v različnih okoljskih pogojih.
