在當年各大汽車廠商都在使用磷酸鐵鋰離子電池的時候，特斯拉率先使用三元鋰離子電池，眾所周知，三元鋰離子電池相比于磷酸鐵鋰離子電池的優勢在于能量密度更高。

特斯拉采用的是由松下生產的18650電池，在Model3正式投產后，新型21700電池將取代18650，成為新的電芯。21700電池是三元鋰離子電池，陰極材料是鎳鈷鋁酸鋰（NCA）。這種圓柱形三元電池，是目前能量密度最高的動力鋰電池解決方法。相比方塊形電池，此類電池雖然能量密度高，但穩定性較差，要有較為出色的BMS（電池管理系統）支持。

在現有條件下，其生產的21700電池系統的能量密度在300Wh/kg左右，相比其原來18650鋰離子電池系統的250Wh/kg約提高20%。同時根據松下的動力鋰離子電池單體的測試數據來看，其21700電池的體積能量密度遠高于18650型電池單體。單體電芯能量密度的提升要遠高于成組后提升的20%幅度。

在30萬公里后，多數特斯拉還能保證90%以上的鋰離子電池容量，在50萬英里（80萬公里）之后，依然還能維持在80%以上的水準。自從特斯拉推出電動汽車之后，其電池行駛里程數就成為了業界的頂端，至今仍無人能超越，不論是后進的國產電動汽車品牌，或者是國際傳統車廠，在同樣電池容量下的可行駛里程都遠遠落后于特斯拉。

特斯拉也有相同的限制，而根據其供應給客戶的指南，特斯拉的鋰離子電池壽命是可以在行駛48萬公里后，僅出現5%的容量衰減。假如通過對鋰離子電池技術的改進，來達到電池壽命的延長，那么可能就不要保留那么大的容量來防止系統過度放電，導致減少壽命。

特斯拉電池令人放心，行駛16萬英里后容量下降不到10%。在最初的5萬英里行駛中，大多數特斯拉汽車的電池將損失5%的容量，但是過了5萬英里這個關口后，鋰離子電池容量很難再下降5%。目前的趨勢顯示，在容量下降到初始容量的90%之前，特斯拉鋰離子電池平均可以循環使用超過18.6萬英里。

特斯拉實現超長續航里程重要有三方面原因：

1）高能量密度三元鋰離子電池的先行者

2）獨家黑科技電池管理系統

3）相對成本控制