对于特斯拉所使用的锂电池而言，电极材料是决定其能量密度的关键因素。石墨烯是一种新型材料，是已知材料中最薄的一种。由于它的电阻率低，电子迁移的速度极快，表面积大和电性能良好，被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。
此外，另一种较为理想的电池技术是固态锂电池技术，这一技术也被视为替代现有电动汽车锂电池重要手段之一。其最大的革新在于用固态离子替代了传统锂电池中的液体电解质，可有效的避免不良化学反应的发生，并可与更广泛的电池化学过程兼容，从而提高电池的功率和储能密度，实际表现上就是车辆续航里程及使用寿命的增加。相比传统液态锂电池，固态电池可将电动车续航里程提升一倍，且造价更低廉。
特斯拉Roadster最主要的升级就是续航里程的提升，采用新的电池组使新车的的续航里程提升到了644功率，提升比率达到了60%。早前马斯克在去年6月的股东会议上提到了这件事，他说：“我们会在今年完成Roadster的升级，这将是一件很酷的事情。我们一定会做到，Roadster会变成一款很酷的跑车。”
