ניתן לסווג סוללות באופן כללי לשלוש קטגוריות עיקריות: סוללות כימיות, סוללות פיזיות וסוללות ביולוגיות. ביניהם, סוללות כימיות וסוללות פיזיות יושמו בכלי רכב חשמליים בייצור המוני, בעוד שסוללות ביולוגיות נחשבות לאחד מכיווני הפיתוח החשובים של סוללות רכב חשמלי עתידיות. בהתחשב במצב היישום המעשי הנוכחי, נספק רק מבוא מפורט לסוללות כימיות.
I. סוללות ליתיום
סוללות ליתיום הן אחד מסוגי המצברים הנפוצים ביותר בכלי רכב חשמליים. למרות שהם קיימים רק מאז 1970, הם שלטו במהירות בשוק סוללות הרכב החשמלי בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה וחיי המחזור הארוכים שלהם. נכון להיום, סוללות הליתיום המשמשות ברכב חשמלי כוללות בעיקר סוללות ליתיום ברזל פוספט וסוללות ליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט, ולשני סוגי הסוללות הללו יש הבדלים משמעותיים במאפיינים משלהם, ולכן יש צורך לספק הסבר מפורט והשוואה ביניהם.
(1) סוללות ליתיום ברזל פוספט
בהשוואה לסוללות ליתיום מנגן אוקסיד המוקדמות, לסוללות ליתיום ברזל פוספט אין הבדל משמעותי בצפיפות האנרגיה, שהיא בערך 100-110 וואט/ק"ג. עם זאת, היציבות התרמית שלהם היא הטובה ביותר מבין סוללות הליתיום הנוכחיות לרכב. הרכיבים הכימיים הפנימיים מתחילים להתפרק רק כאשר טמפרטורת הסוללה מגיעה ל-500-600 מעלות, בעוד שהרכיבים הכימיים הפנימיים של סוללות ליתיום קובלט אוקסיד, שהן גם סוללות ליתיום, כבר נמצאים במצב לא יציב ב-180-250 מעלות. במילים אחרות, הבטיחות של סוללות ליתיום ברזל פוספט היא הטובה ביותר מבין סוללות הליתיום, ומסיבה זו, הן הפכו לאחד מסוגי הסוללות העיקריות לרכב חשמלי.
(2) סוללות ליתיום ניקל מנגן קובלט אוקסיד
בהשוואה לסוללות ליתיום ברזל פוספט, לסוללות הליתיום ניקל מנגן תחמוצת קובלט המשמשות ב-Tesla Model S יש צפיפות אנרגיה גבוהה בהרבה לפי משקל, בערך 200 וואט/ק"ג. המשמעות היא שלסוללות ליתיום ניקל מנגן קובלט אוקסיד באותו משקל יש טווח נסיעה ארוך יותר מאשר סוללות ליתיום ברזל פוספט. עם זאת, החסרונות שלהם ברורים גם הם. כאשר טמפרטורת הסוללה היא 250-350 מעלות, הרכיבים הכימיים הפנימיים מתחילים להתפרק, מה שמציב דרישות גבוהות במיוחד למערכת ניהול הסוללה. כל תא סוללה צריך להיות מצויד בהתקן בטיחות נפרד. בנוסף, בשל גודלו הקטן של כל תא, מספר תאי המצבר הנדרש לרכב בודד הוא גדול מאוד.
II. סוללות ניקל-מתכת הידריד
סוללות ניקל-מתכת הידריד הן סוג נוסף של סוללות חשמליות לרכב חשמלי, מלבד סוללות ליתיום. הם התפתחו בהדרגה מאז שנות ה-90. רכבים היברידיים רבים, כמו טויוטה פריוס, משתמשים בסוללה מסוג זה כמרכיב אחסון האנרגיה. צפיפות האנרגיה שלהם אינה שונה בהרבה מזו של סוללות ליתיום רגילות, בערך 70-100 וואט/ק"ג. עם זאת, מכיוון שהמתח של תא סוללה בודד הוא רק 1.2V, שהם שליש מזה של סוללות ליתיום, נפח ערכת הסוללות גדול מזה של סוללות ליתיום כאשר המתח הנדרש זהה.
כמו סוללות ליתיום, גם סוללות ניקל-מתכת הידריד דורשות מערכת ניהול סוללה, אך הן מקדישות יותר תשומת לב לניהול הטעינה והפריקה של הסוללה. הסיבה להבדל זה נובעת בעיקר מ"אפקט הזיכרון" של סוללות ניקל-מתכת הידריד, כלומר קיבולת הסוללה תרד במהלך מחזור הטעינה והפריקה. טעינת יתר או פריקת יתר עלולים גם להאיץ את אובדן הקיבולת של הסוללה (כמעט ניתן להתעלם מהמאפיין הזה של סוללות ליתיום). לכן, עבור יצרנים, מערכת בקרת הסוללה של סוללות ניקל-מתכת הידריד מוגדרת למנוע באופן אקטיבי טעינת יתר ופריקת יתר, כגון שליטה מלאכותית בטווח הטעינה והפריקה בתוך אחוז מסוים מהקיבולת הכוללת כדי להפחית את קצב הירידה בקיבולת.