正極材料的選擇決定了電池的容量、安全性和老化特性。其中鈷特別供應了極佳的容量和老化特性，但與其他的材料相比，鈷的安全性就差了些。

鎳鈷鋰離子電池

鎳鈷鋰離子電池是鎳鋰離子電池和鈷鋰離子電池的固溶體(綜合體)，兼具鎳鋰和鈷鋰的優點，一度被產業界認為是最有可能取代鈷鋰離子電池的新正極材料，但安全性還無法有更大突破。

因此，全球相關業者的重要發展集中在基于錳或磷酸鐵的正極：(鎳鋰離子電池)、(鎳鈷鋰離子電池)、(錳鋰離子電池)、(三元電池)和LFp(磷酸鐵鋰離子電池)以提升其安全性，但提高安全性的代價是電池容量略有下降，且使電池的老化速度加快。

錳鋰離子電池

CR123A3伏特鋰錳電池

錳鋰離子電池Li-MnO2(Li-Mn,CR)的成本低且安全性比鈷酸鋰離子電池好很多，但循環壽命欠佳，且高溫環境的循環壽命更差，高溫時甚至會出現錳離子溶出的現象，高溫造成自放電嚴重，以致儲能特性差。

鎳鋰離子電池

鋰鎳電池的成本較低且電容量較高，不過，制作過程困難且材料性能的一致性和再現性差，最嚴重的是依然有安全性問題。

磷酸鐵鋰離子電池

磷酸鐵鋰離子電池則同時擁有鈷鋰、鎳鋰和錳鋰的重要優點，但不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鋰、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會有供料問題，而且，工作電壓適中(3.2V)、電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環壽命長，在高溫與高熱環境下的穩定性高，是目前產業界認為較符合環保、安全和高性能要求的鋰離子電池。

不過，磷酸鐵鋰LFp電池壓實密度相對較低、低溫性能欠佳，并且正極材料存在專利爭議。目前重要的3種技術和化合物分別由全球3家業者掌握，包括源自美國德州大學的LiFepO4，以及另外兩種Nanophosphate和NanoCocystallineOlivine(NCO)。