يساعد تخزين الكهرباء على موازنة الشبكات التي تعتمد على الشمس والرياح، إذ تُخزن الطاقة عند وفرتها وتُعاد إلى الشبكة عند انخفاض الإنتاج أو ارتفاع الطلب. تشمل التقنيات البطاريات والتخزين الكهرومائي بالضخ وغيرها، وتختلف في مدة التخزين والكفاءة والكلفة وسرعة الاستجابة. أصبحت البطاريات من أسرع تقنيات الطاقة نموًا مع زيادة الاعتماد على الكهرباء المتجددة، وتستخدم لتخزين فائض الكهرباء وإعادته عند الحاجة. تناسب بطاريات الليثيوم التخزين القصير نسبيًا والاستجابة السريعة، بينما تحتاج الأنظمة إلى حلول أخرى عندما تكون مدة التخزين المطلوبة أطول. بطاريات النيكل والكادميوم ذات الخلايا المهوّاة أو المغمورة تستخدم إلكتروليتًا سائلاً ويمكن تعويض الماء المفقود منها أثناء الخدمة. تتحمل دورات تشغيل قاسية وتيارات تفريغ مرتفعة، لذلك استُخدمت في تطبيقات صناعية وطيران وسكك حديدية وأنظمة احتياطية تحتاج قدرة كبيرة وموثوقية طويلة الأمد. تتركز صناعة بطاريات الليثيوم أيون عالميًا بدرجة كبيرة في الصين؛ إذ استحوذت الشركات والمصانع الصينية على أكثر من أربعة أخماس القدرة التصنيعية العالمية لهذه البطاريات بحلول نهاية ٢٠٢٥. وترتبط هذه الهيمنة بسلاسل لإنتاج الخلايا والمواد والمكونات المستخدمة في السيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة. تتميز بطاريات فوسفات حديد الليثيوم باستقرار حراري وكيميائي أعلى من كثير من كيميائيات بطاريات الليثيوم الأخرى. يقل احتمال دخولها في هروب حراري أو اشتعال عند سوء الاستخدام، لكنها ليست محصنة تمامًا من الحوادث الشديدة، لذلك تبقى أنظمة الحماية والتصنيع السليم ضرورية.