電池由氧化鈷陰極和石墨碳陽極組成。陰極具有分層結構，在放電期間，鋰離子從陽極移動到陰極，充電過程則流動方向相反。結構形式如圖1所示。

陰極具有分層結構。在放電期間，鋰離子從陽極移動到陰極;充電時流量從陰極流向陽極。

鈷酸鋰的缺點是壽命相對較短，熱穩定性低和負載能力有限（比功率）。像其他鈷混合鋰離子電池相同，鈷酸鋰采用石墨陽極，其循環壽命重要受到固體電解質界面（SEI）的限制，重要表現在SEI膜的逐漸增厚，和快速充電或者低溫充電過程的陽極鍍鋰問題。較新的材料體系新增了鎳，錳和/或鋁以提高壽命，負載能力和降低成本。鈷酸鋰不應以高于容量的電流進行充電和放電。這意味著具有2,400mAh的18650電池只能以小于等于2,400mA充電和放

電。強制快速充電或施加高于2400mA的負載會導致過熱和超負荷的應力。為獲得最佳快速充電，制造商建議充電倍率為0.8C或約2,000mA。電池保護電路將能量單元的充電和放電速率限制在約1C的安全水平。六角蜘蛛圖（圖2）總結了與運行相關的具體能量或容量方面的鈷酸鋰性能；具體功率或供應大電流的能力；安全；在高低溫環境下的性能表現；壽命包括日歷壽命和循環壽命；成本特性。蜘蛛圖中沒有顯示的其他重要特點還包括毒性，快速充電能力，自放電和保質期。由于鈷的高成本以及通過與其他活性陰極材料混合材料帶來的明顯性能改善，鈷酸鋰正在逐步被錳酸鋰替代，尤其是NMC和NCA。（請參閱下面對NMC和NCA的描述。）

鈷酸鋰在高比能量方面表現出色，但在功率特性、安全性和循環壽命方面只能供應一般的性能表現

錳酸鋰（LiMn2O4）

尖晶石錳酸鋰離子電池首次發表于1983年的材料研究報告中。1996年，Moli能源公司將錳酸鋰為陰極材料的鋰離子電池商業化。該架構形成三維尖晶石結構，可改善電極上的離子流動，從而降低內部電阻并改善電流承載能力。尖晶石的另一個優點是熱穩定性高，安全性提高，但循環和日歷壽命有限。低電池內阻可實現快速充電和大電流放電。18650型電芯，錳酸鋰離子電池可以在20-30A的電流下放電，并具有適度的熱量積累。也可以施加高達50A1秒負載脈沖。在此電流下持續的高負荷會導致熱量積聚，電池溫度不能超過80C（176F）。錳酸鋰用于電動工具，醫療器械，以及混合動力和純電動汽車。圖4說明在錳酸鋰離子電池的陰極上形成三維晶體骨架。