鋰離子電池的正極材料必須有能接納鋰離子的位置和擴散的路徑。具有高插入電位層狀結構的過渡金屬氧化物LiCoO2，LiNiO2和尖晶石結構的LiMn2是目前已應用的性能較好的正極材料。這些正極的插鋰電位都可達4V以上.
LiCoO2為正極的鋰離子電池具有開路電壓高、比能量高(理論比能量1068Wh．kg+，理論容量274mAh•g-1)、循環壽命長、能快速放電的特點，但價格貴。LiNiO2與LiCo02性能接近，但制備困難。LiMn2價格低，制備比LiNiO2容易，但嵌鋰容量比LiCoO2低，并且在充放電循環過程中LiMn2結構不穩定。
層狀結構的LiCo02屬a-NaFe02型結構。LiNi02，LiCrQ等與LiCoO2結構相同，是替代LiCoO的有希望的價廉正極材料。鋰離子電池的正極材料通常是半導體.
鋰電池中，LiCoO2電導率高，LiMn2O4電導率最低，LiNi02電容量大。
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