Pozitīvo un negatīvo elektrodu materiāli ir būtiskas sastāvdaļas, kas nosaka akumulatora veiktspēju; šo materiālu atšķirības izraisa ievērojamas sprieguma, jaudas, cikla dzīves, drošības un pielietojuma atšķirības dažādiem akumulatoru veidiem. Darbības laikā starp pozitīvo un negatīvo elektrodu notiek elektroķīmiskās reakcijas, kas rada elektrisko strāvu caur elektronu kustību un pārvērš ķīmisko enerģiju elektroenerģijā. Parasti negatīvais elektrods atbrīvo elektronus (tiek pakļauts oksidācijai), bet pozitīvais elektrods pieņem elektronus (tiek pakļauts reducēšanai). Šo materiālu izvēle tieši ietekmē akumulatora enerģijas blīvumu, uzlādes{3}}izlādes efektivitāti un kalpošanas laiku.
Svina-skābes akumulatoros tiek izmantots svina dioksīds (PbO₂) pozitīvajam elektrodam un porains svins (Pb) negatīvajam elektrodam, un sērskābes šķīdums kalpo kā elektrolīts. Izlādes laikā abi elektrodu materiāli ķīmiski reaģē ar sērskābi, radot elektrisko strāvu. Svina-skābes akumulatorus raksturo nobriedušas tehnoloģijas, zemas izmaksas un augsta uzticamība, un tos jau sen izmanto automobiļu starteru sistēmās, UPS rezerves barošanas avotos, telekomunikāciju bāzes stacijās un enerģijas uzglabāšanas sistēmās. Tomēr lielais svina blīvums rada salīdzinoši zemu enerģijas blīvumu un ievērojamu akumulatora svaru.
Litija{0}}jonu akumulatoros tiek izmantoti dažādi pozitīvo un negatīvo elektrodu materiāli, un tie pašlaik ir visplašāk izmantotais akumulatoru veids. Parasti pozitīvo elektrodu materiāli ir litija dzelzs fosfāts (LiFePO₄), trīskārši materiāli (piemēram, NCM-niķelis-kobalts-mangāns-vai NCA-niķelis-kobalts-alumīnijs) un litijs (CobaltO₂kolijs); negatīvajos elektrodos parasti tiek izmantots grafīts, lai gan dažās jaunākās baterijās ir izmantoti materiāli, kuru pamatā ir silīcijs{9}}, lai uzlabotu enerģijas uzglabāšanas jaudu. Šīs baterijas darbojas, interkalējot un{11}}deinterkalējot litija jonus starp pozitīvo un negatīvo elektrodu. Piedāvājot tādas priekšrocības kā liels enerģijas blīvums, viegls svars un ilgs cikla kalpošanas laiks, tie tiek plaši izmantoti jaunos enerģijas transportlīdzekļos, enerģijas uzglabāšanas sistēmās, elektroniskās ierīcēs un augstas veiktspējas UPS barošanas blokos.
Arī citi akumulatoru veidi izmanto atšķirīgus pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālus. Piemēram, niķeļa-metāla hidrīda (NiMH) akumulatoros parasti tiek izmantots niķeļa oksihidroksīds (NiOOH) pozitīvajam elektrodam un ūdeņraža-uzglabāšanas sakausējums negatīvajam elektrodam, savukārt niķeļa-kadmija (NiCd) akumulatoros tiek izmantots niķeļa oksihidroksīds (NiOOH) pozitīvajam elektrodam. Tā kā akumulatoru tehnoloģija turpina attīstīties, arvien vairāk tiek pētīti un ieviesti jauni elektrodu materiāli,-piemēram, silīcija-oglekļa kompozīti, cietvielu-elektrolīti un materiāli nātrija-jonu akumulatoriem-. Nākotnē katoda un anoda materiālu struktūru optimizēšana ļaus vēl vairāk uzlabot akumulatora ietilpību, drošību un cikla kalpošanas laiku, nodrošinot uzticamāku tehnisko atbalstu jaunu enerģijas uzkrāšanas un viedo energosistēmu izstrādei.
