چگالی انرژی باتری به انرژی الکتریکی آزاد شده توسط یک واحد جرم یا حجم باتری اشاره دارد. هر چه چگالی انرژی باتری بیشتر باشد، انرژی الکتریکی بیشتری در واحد جرم یا حجم ذخیره می شود. واحد اصلی Wh/kg (وات{2}}ساعت بر کیلوگرم) است.
چگالی انرژی باتری از دو مفهوم تشکیل شده است: چگالی انرژی تک سلولی و چگالی انرژی سیستم باتری. از آنجایی که سیستم باتری نه تنها سلولها را شامل میشود، بلکه اجزای دیگری مانند سیستمهای مدار و سیستمهای مدیریت حرارتی را نیز شامل میشود، به طور کلی، چگالی انرژی یک سلول بیشتر از سیستم باتری است. در حال حاضر، چگالی انرژی سیستم های اصلی باتری خودروهای الکتریکی خالص بین 140 تا 180 وات ساعت بر کیلوگرم است.