正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當前不同車型對鋰離子電池類型做出取舍的基本依據。常見的正極材料有：鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

1、鈷酸鋰：首個成功商業化的鋰離子電池正極材料。由于有鈷資源相對貧乏、價格較高、對環境有毒性等缺點，再加上該材料安全性能較差、容量相對較低，大大限制了其廣泛的應用和長遠的發展。目前鈷酸鋰材料電池重要用于數碼電池中。

2、錳酸鋰：重要為尖晶石型錳酸鋰。相較鈷酸鋰，具有資源豐富、價格便宜、對環境污染小且安全性能優良等特點。但尖晶石的結構很難保持完整性，循環性較差，高溫循環中錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應也導致材料的容量衰減嚴重。

3、磷酸鐵鋰：原料豐富、價格相比其他材料來比較低廉、對環境友好，加上較好的循環性能和高安全性使得其率先在電動汽車上得到了應用。但是磷酸鐵鋰材料的導電性較差，振實密度較低，導致體積能量密度較低，限制了其進一步的應用。

4、三元材料：受鈷酸鋰的金屬元素摻雜改性的啟發，多元金屬復合氧化物-三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2得到快速發展。三元材料結合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優點，形成了三元共溶體，可以充分發揮三個組元的用途。