In svariate applicazioni (soprattutto di tipo solare fuori rete), l'efficienza energetica può essere di cruciale importanza. L'efficienza energetica di un ciclo completo (scarica da 100% a 0% e ricarica fino al 100%) per le normali batterie al piombo acido è dell'80%. L'efficienza energetica del ciclo completo di una batteria agli ioni di litio è del 92%. Il processo di carica delle batterie al piombo acido diventa particolarmente inefficiente quando si raggiunge l'80 % dello stato di carica, con efficienza pari al 50% o anche meno nei sistemi solari che richiedono energia di riserva per vari giorni (batteria in funzionamento con stato di carica dal 70% al 100%). Una batteria agli ioni di litio, invece, raggiungerà un'efficienza ancora pari al 90 % in condizioni di scarica ridotta.