鋰離子電池負極常用相對于鋰0-1V的碳負極，因此，要獲得3V以上電壓，必須使用4V級正極材料。
正極電位與晶格能、離子化能、鋰離子的溶劑化能有關，其中晶格能影響較大。因此，鋰電池電壓主要由正極結晶結構決定。尖晶石結構和層狀結構的“馬德倫”常數M(M是一種原子間最短距離的常數)分別為31．43~34．5和13。這類化合物的電位一般較高。
由于材料的制約，可充電鋰電池的開路電壓低于5V，是因受陽極和陰極的電化學位的差值的影響，而且受電解液的HOMO和LUMO勢阱或固體電解質價帶頂端和導帶底部之間勢阱的影響。
鋰電池的輸出功率P（最大）＝I（最大）V（最大），
為了獲得高的開路電壓，正極必須采用氧化物或鹵化物，為了減小電阻，電極應是好的電子導體，也是好的離子導體，并且電極／電解質界面的傳質阻力要小。電極／電解質界面要大。另外，由于電極顆粒中存在兩相界面，通過此界面的傳質應足以維持電流。
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