Аккумулятор материалларынынъ чалышувы энергия сыкълыгъыны, девир омюрини ве энергияны сакълагъан алетлернинъ хавфсызлыгъыны догърудан-догъру бельгилей. Оларнынъ лейха принциплери материаллар акъкъында илим, электрохимия ве эсаплав илимининъ фенлерара араштырмаларыны бирлештире. Земаневий батарея материалынынъ дизайнынынъ эсасы электрон къурулышны оптималлаштырувда, ион ташув кинетикасыны къуветлештирювде ве атом-севиесиндеки манипуляциялар вастасынен интерфейснинъ тургъунлыгъыны юксельтювдедир.
Электрон джеэттен бакъкъанда, электрод материалларынынъ лента къурулышы оларнынъ оксид-къайта тикленюв фаалиетини бельгилей. Меселя, кечиджи маден оксидлери (LiCoO2 киби) литий ионларынынъ кирсетильмесине ве чыкъарылмасына d-орбиталь электронларнынъ къазанылмасы ве гъайып олувы вастасынен иришелер. Юксек-кергинликли катод материалларыны лейхалаштырмакъ ичюн кечиджи маденлернинъ валентлик алыны ве координация муитини идаре этмек керек. Кечириджи къошмаларнынъ (карбон нанотрубкалары киби) кирсетильмеси учь-ольчюли электрон ташув агъыны къурып, бетлерара къаршылыкъны эксильте биле. Ионларнынъ ташылмасына кельгенде, къатты-ал электролит материаллары (сульфид Li6PS5Cl киби) ион каналларыны кенълештирмек ве литий ионларынынъ ташылув сайысыны 0,9-дан зиядеге чыкъармакъ ичюн решетка параметрлерини оптималлаштыралар.
Маддий къурулыш лейхасы да пек муимдир. Наномасштаблаштырув стратегиялары (кремний анодынынъ парчачыкъларынынъ колемини 100 нм-ден эксик этмек киби) заряд ве разряд вакътында колемнинъ кенишлемесини енгиллештире биле. Къопкъалы конструктив конструкциялар (иерархик порозный карбон материаллары киби) махсус юзюнинъ мейданлыгъыны арттырув ёлунен электролитнинъ дымланувыны къуветлештире. Эсаплав материаллары акъкъында илимдеки илерилевлер рациональ лейха япув джерьяныны тезлештире. Биринджи-принциплер сыкълыкъ функциональ назариеси (СФН) эсасында япылгъан эсаплавлар материалларнынъ термодинамик тургъунлыгъыны ве ион диффузиясы манъзыльлерини тахмин эте билелер, машина огретюв моделлери исе потенциаль материал системаларыны тез экранлай билелер.
Келеджек батарея материалынынъ лейхасы чокъ-ольчюли ишбирлик оптимизациясыны огге къояджакъ, атомларнынъ ерлешмеси, кристалл къурулышы ве макроскопик морфологиянынъ учь ольчюси боюнджа корреляция моделлерини мейдангъа кетиреджек. Бу усуллар in situ характеристика берюв усулларынен бирликте заряд ве разряд вакътында къурулыш эволюциясыны керчек вакъытта козетип, сонъунда юксек-перформанслы батарея материалларыны догъру яратмагъа имкян береджек.