鋰離子電池常用的正極材料有錳酸鋰，鈷酸鋰，磷酸鐵鋰以及三元材料等，常用的負極材料包括碳材料及硅基材料等。
在鋰離子電池材料中，負極材料屬于重要的組成部分，能夠對整體電池的性能產生較大影響。目前，負極材料主要被劃分為兩個類別，一種為商業化應用的碳材料，例如天然石墨、軟碳等，另一類為正處于研發狀態，但是市場前景一片大好的非碳負極材料，例如硅基材料、合金材料、錫金材料等等。
磷酸鐵鋰(LFP):能量密度低，安全性突出
磷酸鐵鋰是目前廣受關注的正極材料之一，理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。其主要特點是成本低廉，安全性非常好，循環壽命高，這些特點使得磷酸鐵鋰材料迅速成為研究熱點，磷酸鐵鋰電池也在電動汽車領域有了廣泛的應用。
磷酸鐵鋰的缺點也較為明顯，即能量密度低。原因有兩點：
一是磷酸鐵鋰材料的電壓僅有3.3V左右，低于其他正極材料，這使得磷酸鐵鋰電池儲存能量較低;二是磷酸鐵鋰導電性較差，需要納米化并進行包覆才能獲得良好的電化學性能，這使得材料變得蓬松，壓實密度較低。兩者綜合作用，使得磷酸鐵鋰電池的能量密度低于鈷酸鋰和三元電池。因此磷酸鐵鋰電池主要應用于電動大巴車及少量乘用車中。
磷酸鐵是否近期將被淘汰?近期新能源汽車安全事故頻發，被認為將很快被三元材料取代的磷酸鐵鋰再次進入人們的視野，人們希望通過對磷酸鐵鋰進行改性提高其容量。目前已有學者通過在磷酸鐵鋰中摻入Mn元素使其擁有更高的電壓和更高的能量密度，也有相關研究通過復合技術將磷酸鐵鋰與NCM三元材料進行混合，在保持三元素電池較高能量密度的同時可以有效提升其安全性能。
磷酸鐵鋰的應用領域主要有：
⑴ 儲能設備
太陽能、風力發電系統之儲能設備，不斷電系統UPS，配合太陽能電池使用作為儲能設備（比亞迪已經在生產此類電池）；
⑵ 電動工具類
高功率電動工具（無線），電鉆、除草機等；
⑶ 輕型電動車輛
電動機車，?電動自行車，?休閑車，?高爾夫球車，?電動推高機，?清潔車，混合動力汽車（HEV），近期2－3年的目標；
⑷ 小型設備
醫療設備：電動輪椅車，電動代步車），玩具（遙控電動飛機，車，船）；
⑸ 其它小型電器
礦燈，植入性的醫療器械（磷酸鐵鋰無毒性，鋰電池僅鐵鋰可滿足要求），替代鉛酸，鎳氫，鎳鎘，鋰鈷，鋰錳類電池在小型電器上的應用。
(6)移動電源
德國新能源公司Deboch經過長期研究，成功研發和量產了復合納米材料的磷酸鐵鋰電池，提高了單位容量比，克服了磷酸鐵鋰單位體積過大，不適用于數碼產品領域的難題。現在單節32650(直徑32mm，長度65mm)規格電池，容量突破6000mAh，通過兩節搭配，就能達到12000mAh。移動電源能量高達38.4Wh，足以給5.3Wh(1432mAh)的iPhone4S充電近6次，適合長途戶外旅行的用戶。