鋰電池正極材料的非化學計量性：尖晶石型LiMn2O4的理論容量為148mAh•g-，曲線分為高電壓段(約4．15V)，較低電壓段(約4．057V)。
高電壓段曲線比較平坦，呈L形，低電壓段曲線呈S形，充放電循環過程高壓段容量減小，但到100次循環后不再下降，而低電壓段在充放電循環中，容量不發生變化，即化學計量的尖晶石充電循環到一定次數后，放電容量開始穩定在120mAh•g-1左右。
對結晶結構隨充放電變化的研究發現，在高電壓段，有兩個晶格常數不同的立方晶體尖晶石共存，而在低電壓段，只存在一種立方晶格的尖晶石。隨著鋰離子的嵌入和脫嵌，晶格發生膨脹和收縮，即容量不穩定的區域是不均一的兩相區域，呈現L形曲線，穩定區域是均一固相區域，呈S形曲線。
通過鋰離子在正極中的表觀化學擴散系數與擴散層厚度按計算。則在厚度為0．1cm的正極中的擴散需要幾天時間，彌補這種擴散系數小的措施之一，就是降低正極的厚度，在普通鋁集電體的上下涂上一層正極材料，負極也作同樣處理，即在銅箔的上下涂上一層同等厚度的碳或石墨。正極活性物質的粒徑和表面積對鋰離子電池有很大的影響。
當大電流放電時，處于細孔中的鋰離子，從孔壁進入正極活性物質中，使細孔中的Li+濃度減小，極化增加，放電困難。如果細孔的孔徑大，孔的長度小，則鋰離子擴散快，鋰離子電池就可繼續放電。因此，如果能控制細孔大小和表面積，就可采用較粗粒徑的粒子，如果不能控制顆粒細孔大小和表面積，則可將活性物質粉碎，鋰離子放電時，隨著Li+嵌入活性物質中，也必然注入電子。電子在粒子內移動速率比較快，但在粒子間的移動速率較慢。因此，必須加入導電性物質石墨或乙炔黑，提高電子移動速率。
