鋰離子電池的工作原理實際上是一種鋰離子濃差電池，正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。充電時，Li⁺從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰態，同時電子的補償電荷從外電路供給到負極，保證負極的電荷平衡。放電時則相反，Li⁺從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處于富鋰態。在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態，就像一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，鋰離子就象優秀的運動健將在搖椅的兩端來回奔跑。所以鋰離子電池又稱搖椅式電池。

在鋰電實際生產制造中需要用到的材料很多，包括正負極材料、隔膜、電解液、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、鋁箔、銅箔、鋁帶、鎳帶、吸塑等等，其中正極材料、負極材料、隔膜和電解液被稱為關鍵材料，鋰離子電池的性能主要取決于這幾種關鍵材料。而在鋰電池制造的材料成本中，正極材料占的比重**，在30%以上。所以在鋰離子電池的發展中，研究高質量低成本的正極材料是關鍵的任務之一。

自鋰離子電池誕生以來，其發展經歷了曲折的過程。正極材料發展到現在雖種類繁多，但真正應用于商業化的鮮有罕見。而作為一種理想的鋰離子電池正極材料要求具有以下電化學性能：

（1）具有層狀或隧道的晶體結構，以利于鋰離子的嵌入和脫出，結構牢固，在充放電電壓范圍內的穩定性好，使電**有良好的充放可逆性，以保證鋰離子電池的循環壽命;

（2）充放電過程中，應有盡可能多的鋰離子嵌入和脫出，使電**有較高的電化學容量;

（3）在鋰離子進行嵌脫時，電極反應的自由能變化應較小，以使電池有較平穩的充放電電壓，以利于鋰離子電池的廣泛應用;

（4）鋰離子應有較大的擴散系數，以減少極化造成的能量損耗，保證電池有較好的快充放電性能;

（5）分子量小，提高重量能量密度；摩爾體積小，提高體積能量密度。

另外，從實用角度來講，正極材料應原料來源廣泛，價格便宜，易于工業化，并對環境無污染等。

目前研究的正極材料可分為兩類：即純相類和改性類。對純相類的有鈷氧化物、鎳氧化物、錳氧化物、釩氧化物、多原子陰離子正極材料、其他正極材料等。

改性類顧名思義是對純相類材料進行結構上的改性技術處理，主要包括包覆和摻雜等手段。如三元（如鎳鈷錳酸鋰）或二元（如鎳錳酸鋰）正極材料等。

商業化的正極材料常見性能列表如下：