Mediassa uutisoidaan säännöllisesti akkuläpimurroista ja mullistavista akkukeksinnöistä, jotka milloin tuovat sähköautolle toistatuhatta kilometriä toimintamatkaa, milloin lupaavat minuuteissa tapahtuvaa pikalatausta. Kaikki toivottuja ominaisuuksia, mutta näiden lisäksi sähköauton akun tulee olla paljon muutakin. Mullistava akkukeksintö voi esimerkiksi toimia laboratoriossa turvallisesti vain tietyssä lämpötilassa, tai se kestääkin vain muutamia kymmeniä latauskertoja. Matka tutkimuslaboratoriosta tiukat turvallisuusvaatimukset täyttävään, tavallisille kansalaisille myytävään tuotteeseen on pitkä.

Sähköauton akun tulee kestää tärinää, kiihdytyksiä ja iskuja, sen on toimittava laajalla lämpötila-alueella, kestettävä tuhansia lataus-purkusyklejä, oltava riittävän kevyt ja pieni, kestettävä suuria lataus- ja purkuvirtoja, sekä oltava riittävän edullinen ja myrkytön – ja toimittava hyvällä hyötysuhteella. Lisäksi akun pitää riittävällä todennäköisyydellä täyttää nämä ominaisuudet toistakymmentä vuotta: mitä pidempään, sen parempi. Suuri puute yhdessäkin näistä ominaisuuksista tekee siitä käyttökelvottoman ajoneuvokäytössä.

Kaikki nykyaikaiset sarjavalmisteiset tuotteet kahvinkeittimestä urheiluautoon suunnitellaan modulaarisiksi, eli osista rakennetaan toiminnallisia kokonaisuuksia, joiden toiminta keskenään on tarkasti määritelty. Tämä helpottaa niin suunnittelua, valmistusta kuin korjaamistakin, sekä etenkin tuotesuunnittelun jakamista useille henkilöille ja tiimeille.

Tyypillinen sähköauton litiumionikenno tuottaa noin 3,7 voltin jännitteen. Jännite riippuu varaustilasta: täydellä kennolla se voi olla yli 4 volttia, ja tyhjällä alle 3 volttia. Kennoja kytketään sarjaan jännitteen kasvattamiseksi ja rinnan virranantokyvyn kasvattamiseksi. Sopiva määrä kytkettyjä kennoja pakataan moduuliksi. Näitä moduuleja sitten kytketään useita sarjaan akuksi, joka sijoitetaan mekaanisesti kestävään koteloon ajoneuvon alustaan.

Litiumionikenno on mattomaista rakennetta, jonka valmistaminen on samankaltainen rullalta rullalle -prosessi kuin paperin valmistaminen. Kenno koostuu positiivielektrodista (katodi), jolla on alumiinisen virrankerääjälevyn pinnalla litiummetallioksidia sekä negatiivielektrodista (anodi), jolla on kuparisen virrankerääjälevyn pinnassa grafiittia. Anodin ja katodin välissä on separaattori, joka on huokoista muovikalvoa. Jotta litiumionit pääsevät liikkumaan anodin ja katodin välillä, sisällä on elektrolyyttiliuosta, joka koostuu karbonaattiliuottimesta, johon on liuotettu heksafluorofosfaatti-nimistä suolaa. Koko rakenne on pakattu muovipussimaiseen rakenteeseen, joka voidaan kääriä rullalle ja paketoida sormipariston näköiseksi lieriökennoksi, tai laskostaa ja paketoida pehmeäksi pussikennoksi tai kovaan kulmikkaaseen pakkaukseen, jota kutsutaan prismaattiseksi kennoksi.

Katodilla oleva aktiivimateriaali vaikuttaa paljon akun ominaisuuksiin, ja siksi tätä materiaalivalintaa kutsutaan arki- ja ammattikielessäkin usein "akkukemiaksi". Esimerkiksi jos katodimateriaali on litiumin, nikkelin, mangaanin ja koboltin oksidia, puhutaan NMC-akkukemiasta – joka on yleisin akkukemia sähköautoissa.

Edullisemman hintaluokan sähköautoissa on yleistynyt litiumrautafosfaattiakkujen (LFP) käyttö. LFP-akku on litiumioniakku, jonka katodimateriaali ei ole litiummetallioksidia vaan litiumrautafosfaattia. Tämän akkukemian etu on riippumattomuus kalliista harvinaisista mineraaleista kuten koboltista: litiumia, rautaa ja fosforia on maapallolla yllin kyllin. LFP-akun lämpöryntäys-lämpötila on myös lähempänä 200:aa kuin 100:aa celsiusastetta, joten sitä pidetään myös muita sähköautojen akkukemioita paloturvallisempana.

Huonona puolena LFP-akussa on sen korkeampi paino ja koko. Myös kenno-jännite on alhaisempi (3,2 volttia verrattuna NMC:n 3,7 volttiin), joten kennoja pitää kytkeä sarjaan enemmän riittävän akkujännitteen saavuttamiseksi, mikä nostaa kokoonpanokustannuksia.

Sähköauton akku on muutakin kuin rinnan- ja sarjaankytkettyjä kennoja. Ensinnäkin, kennojen lämmönhallinta on toteutettava luotettavasti. Esimerkiksi ensimmäisissä Volkswagen eGolf-sähköautoissa ei ollut ollenkaan akun lämmitintä ja jäähdytyskin tapahtui passiivisesti, eli lämpö poistui akusta ulkoilmaan johtumalla. Jos akku pääsi liian kylmäksi (-28 ºC), auto ei suostunut liikkumaan, lataamisesta puhumattakaan. Vastaavasti liian kuuma akku johti tehon rajoittumiseen. Samanhenkistä ratkaisua on käytetty myös monissa lataushybrideissä: jos on liian kylmä, sähköajo kytketään kylmästi pois päältä.

Luotettavin tapa varmistaa sähköauton käytettävyys niin kuumissa kuin kylmissäkin maissa on käyttää nestekiertoon perustuvaa järjestelmää, joka kykenee sekä lämmittämään että jäähdyttämään akkua.

Lämmönhallinnan lisäksi akkukennojen jännitteitä tulee tarkkailla akunhallintajärjestelmällä (engl. battery management system, BMS). Litiumionikennot eivät kestä ylilataamista eivätkä ylipurkamista, ja jotta akku toimii optimaalisesti, tulee sarjaankytketyillä kennoilla tai kennoryhmillä olla lähes samat jännitteet. Koska kennot eivät ole keskenään täysin samanlaisia, akunhallintajärjestelmä tasapainottaa niiden jännitteitä esimerkiksi ohittamalla kennoja latauksessa tai siirtämällä varausta kennosta toiseen. Akunhallintajärjestelmän keskeinen tehtävä on kertoa latausjärjestelmälle, kuinka suuren tehon akkuun saa syöttää tai sieltä ottaa ulos. Kunnon pakkasella ilman esilämmitystä käyntiin laitettu sähköauto liikkuu kankeasti juuri tämän rajoituksen takia. Samoin pikalataaminen on hidasta kylmässä. Sähköautoissa onkin yleistynyt mahdollisuus lämmittää akkua ennen pikalataamista, jolloin latauspysähdyksen kesto lyhenee.

Sähkö- ja lämpöteknisten ominaisuuksien lisäksi akku on suunniteltava kestämään iskuja ja tärinää. Riittävän rajussa kolarissa akku kuin akku syttyy tuleen, mutta käytännön kokemukset osoittavat, että hyvin suunniteltu akku kestää luotettavasti yllättävänkin rajuja törmäyksiä syttymättä.

"Entä jos noita palaa parkkihallissa tai autokannella koko rivi?" Sähköauton akkupalon hankala sammutettavuus tekee kysymyksestä täysin ymmärrettävän. Sähköauton akkupalo alkaa yleensä valmistusvirheestä tai riittävän voimakkaasta ulkoisesta väkivallasta. Ulkopuolisen lämmön aiheuttama akkupalo taas on epätodennäköinen. Esimerkiksi Norjan Stavangerin lentoaseman tuhoisassa pysäköintilaitoksen palossa tammikuussa 2020 paloi satoja autoja, myös sähköautoja. Tutkintaraportin mukaan ajoakut eivät osallistuneet palotapahtumaan. Vanhan Opel Zafiran syttyminen käynnistäessä eteni suurpaloksi puutteellisen paloturvallisuussuunnittelun takia. Lomakauden takia täpötäynnä ol-leesta pysäköintitalosta puuttuivat niin paloilmoittimet, sprinklereistä puhumattakaan. Onnettomuusauton kuljettaja keskittyi (ymmärrettävästi) lastensa pelastamiseen autosta, ja hätäpuhelu soitettiin vasta 8 minuuttia tulipalon syttymisen jälkeen.

Miksi akut eivät syttyneet? Ensinnäkin auton ajoakuilta vaaditaan tyyppihyväksyntätesti, jossa sen tulee kestää ensin 70 sekuntia suoraa polttoaineallaspaloa ja sitten 60 sekuntia ritilällä vaimennettua polttoaineallaspaloa. Testin tarkoitus on simuloida tyypillistä onnettomuutta, jossa auton alle pääsee bensiiniä esimerkiksi viereisestä palavasta autosta.

Toiseksi mukaan tulee fysiikka. Akku on metallikotelossa ja jotta se saadaan syttymään, sen tulee kuumentua pitkälti yli 100-asteiseksi. Tähän vaaditaan valtava määrä energiaa. Energiamäärän hahmottaa, kun verrataan akun kuume-nemista veden lämmittämiseen: veden ominaislämpökapasiteetti on noin 4,2 joulea grammaa ja celsiusastetta kohti, eli jotta gramma vettä saadaan lämmitettyä yhdellä asteella, tarvitaan 4,2 joulea energiaa. Sähköauton akulla vastaava lukema riippuu akun rakenteesta ja kennoista, mutta on suuruusluokaltaan yksi joule grammaa ja celsiusastetta kohden. Reilun 400 kg:n painoisen akun lämmittäminen on siis kuin lämmittäisi 100 litran vesipataa nuotiolla. Henkilöautossa akku sijaitsee auton alla, joten viereisen sähköauton akkupalon leviäminen toisen sähköauton akkupaloksi on kuin yrittäisi kuumentaa vesipataa polttamalla nuotiota padan vieressä tai yläpuolella. Suoraan alapuolellakaan oleva tuli ei saa vettä kuumaksi minuuteissa.

Yllä mainittu pätee eurooppalaiset määräykset täyttäviin henkilöautoihin. Jos ajoneuvo akkukoteloineen on suurelta osin muovia ja akut on sijoiteltu vapaammin, tilanne on toisenlainen.