Von 1988 bis 1994 studierte Jens Tübke Chemie mit der Spezialisierung der technischen und makromolekularen Chemie an der Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg. Er schrieb seine Diplomarbeit über »Knoevenagel-Kondensation von Oligo (ethylenglykol) malonsäureester mit Formaldehyd« mit dem Ziel, polare Weichmacher zur Herstellung von geeigneten polymeren Ionenleitern für Lithium-Ionen-Batterien zu synthetisieren.
Von 1994 bis 1997 arbeitete er mit Prof. Sandner an der Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg im Thema »Struktur-Eigenschaften-Beziehungen von Polymer-Gel-Elektrolyten für Lithium-Ionen-Batterien« und beendete sein Doktorat 1997.
Von 1997-2000 folgte ein Überseeaufenthalt an der Kyoto University (Japan) in der Arbeitsgruppe Prof. Zempachi Ogumi und der Toyota Corp. mit dem Ziel, Elektrolyt- und Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Polymer-Batterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge zu entwickeln.
Seit 2000 arbeitet er am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie im Bereich Angewandte Elektrochemie an der Fraunhofer-Gesellschaft, wo er zunächst als wissenschaftlicher Angestellter tätig war und die Batterie-Gruppe leitete. Sein Arbeitsfeld umfasst Lithium-Polymer-Batterien, Entwicklung und Synthese von Polymer- (Gel-) Elektrolyten, Graphit-Anodenmaterialien und verschiedenen Kathoden-Interkalationsmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Als weiterer Arbeitsbereich wurden Batteriecharakterisierung und sicherheitsrelevante Tests sowie Missbrauchsuntersuchungen und Schadensanalysen etabliert.
Seit 2008 ist Jens Tübke Leiter des Fachbereichs »Angewandte Elektrochemie« am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie und als Sprecher der Fraunhofer-Allianz Batterien unterstützt er die Koordinierung der Aktivitäten der Fraunhofer-Gesellschaft in diesem Bereich für nationale und internationale Partner und Kunden.
Im Jahr 2015 wurde Jens Tübke an das Karlsruher Institut für Technologie mit einer Professur für »Materialien und Prozesse für die elektrochemische Speicherung« berufen. In dieser Funktion ist er Leiter der Gruppe »Systemarchitektur« am Helmholtz-Institut für elektrochemische Energiespeicherung in Ulm und beschäftigt sich mit der Implementierung neuer Batteriematerialien in geeigneten Zellformaten und Gesamtsystemen, während am KIT an seinem Lehrstuhl der Arbeitsbereich die Prozessentwicklung für die Herstellung und Verarbeitung von Batterie- und Brennstoffzellenmaterialien ist.
Seit 2019 ist er mit der Planung und Koordination des Projekts »FoFeBat« betraut. Im Januar 2020 wurde er in die Leitung des damaligen Institutsteils »Forschungsfertigung Batteriezelle« des Fraunhofer IPT berufen. Seit Januar 2022 agiert die Fraunhofer FFB als selbstständige Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft. Die geschäftsführende Leitung hält seitdem kommissarisch Jens Tübke inne.