特斯拉采用的是由松下生产的18650电池，在Model 3正式投产后，新型21700电池取代18650成为新的电芯。21700电池是三元锂电池，阴极材料是镍钴铝酸锂（NCA）。这种圆柱形三元电池，是目前能量密度最高的动力电池解决方案。相比方块形电池，此类电池虽然能量密度高，但稳定性较差，需要有较为出色的BMS（电池管理系统）支持。
在现有条件下，其生产的21700电池系统的能量密度在300Wh/kg左右，相比其原来18650电池系统的250Wh/kg约提高20%。同时根据松下的动力锂电池单体的测试数据来看，其21700电池的体积能量密度远高于18650型电池单体。单体电芯能量密度的提升要远高于成组后提升的20%幅度。
以特斯拉为代表的锂电池车辆，存在一个寿命问题，主要就是供电模块。
一份针对350多位特斯拉真实车主的调研数据显示：
——行驶8万公里后，Model S/X的电池容量缩水幅度为5%；
——行驶30万公里后，多数特斯拉还能保证90%以上的电池容量；
——行驶50万英里（80万公里）之后，依然还能维持在80%以上的水准。
而对于Model S/X，特斯拉从来没有对其电池健康度做承诺。不过Model 3倒是有官方数据，即12万英里之后，可以维持在70%以上的容量。
