Dans le cas de nombreuses applications (en particulier les applications solaires hors réseau), l'efficience énergétique peut être d'une importance cruciale.
L'efficacité énergétique aller-retour – décharge de 100 % à 0 % et retour à 100 % chargée – d'une batterie au plomb moyenne est de 80 %. L'efficacité énergétique aller-retour d'une batterie au lithium-ion est de 92 %. Le processus de charge des batteries au plomb devient particulièrement inefficace quand l'état de charge a atteint 80 %, donnant des efficacités de 50 % ou même moins dans le cas des systèmes solaires quand plusieurs jours d'énergie de réserve sont nécessaires (batterie fonctionnant avec un état de charge de 70 % à 100 %). En revanche, une batterie au lithium-ion atteindra 90 % d'efficacité même dans des conditions de décharge légère.
