锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。其包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和导电材料等。在某种情况下，衡量锂电池正极材料的好坏，可以通过材料的氧化还原电位高低，锂离子在正极材料中脱嵌的能力及其电导率等来判断。
目前，研究最多的正极材料一般都是锂的氧化物，比如：钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂与三元材料等。
1.钴酸锂
钴酸锂是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其理论容量为274mAh/g，实际容量140 mAh/g左右，但也有报道实际容量已达到155 mAh/g。该材料在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。
2.镍酸锂
用于锂电池正极材料的镍酸锂具有与钴酸锂类似的层状结构，其理论容量为274，实际可达200左右。该材料的主要优点为：自放电率低，无污染，与多种电解质有着良好的相容性，且价格相对便宜等，但是其制备条件相对苛刻。
3.锂锰锂
锂锰锂具有尖晶石结构。其理论容量为148，实际容量为90~120，工作电压为3~4。其主要优点为：锰资源储量丰富、价格便宜，易制备，且锰无毒，但是该材料在电解质中会溶解，且相容性不理想。
4.磷酸铁锂
该材料具有橄榄石晶体结构，其理论容量为170，通过表面修饰，实际容量可高达165，已经非常接近理论容量，工作电压范围为3.4V左右。与以上正极材料相比，此材料具有更高的稳定性、更安全、更环保且价格低廉，但是电容量不高。
5.三元材料
三元材料是镍钴锰锂复合的正极材料，其中镍钴锰的比例是根据实际情况进行调整的。三元材料相对于磷酸铁锂电池安全性更高，但是平台太低。
综上，锂电池正极材料多种多样，且有各自的优缺点。
