常見的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

1、鈷酸鋰(LiCoO2)

鈷酸鋰是首個被成功用作商業化的鋰離子電池正極材料，為層狀結構，其理論比容量為274mAhg-1。但在實際的充放電過程中，為了保持結構的穩定性，只能發生部分的鋰離子嵌脫，因此實際容量僅有130-140mAhg-1。同時由于有鈷資源相對貧乏、價格較高、對環境有毒性等缺點，再加上該材料的安全性能較差、容量相對較低，大大限制了其廣泛的應用和長遠的發展。目前鈷酸鋰材料電池重要用于數碼電池中。

2、錳酸鋰

錳酸鋰有尖晶石型和層狀型，重要為尖晶石型錳酸鋰。相較于鈷酸鋰，具有資源豐富、價格便宜、對環境污染小且安全性能優良等特點。尖晶石結構的LiMn2O4理論容量為148mAhg-1左右，實際應用中容量為90-120mAhg-1，正常工作電壓在3-4V，但是在3V的充放電范圍內，Li+的嵌入和脫出反應可逆性差，尖晶石的結構很難保持完整性，循環性較差，而且在高溫循環中，由于錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應也導致材料的容量衰減嚴重。

3、磷酸鐵鋰

LiFePO4具有典型的橄欖石結構，理論比容量為170mAhg-1左右，實際應用中達到150mAhg-1。磷酸鐵鋰制備原料豐富、價格相比其他材料來說比較低廉、對環境友好，加上較好的循環性能和高安全性使得其率先在電動汽車上得到了應用。但是磷酸鐵鋰材料的導電性較差，振實密度較低，導致體積能量密度較低，限制了其進一步的應用。

4、三元材料

受到鈷酸鋰的金屬元素摻雜改性的啟發，多元金屬復合氧化物——三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2(N=Mn、Al)得到了快速發展。三元材料結合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優點，形成了三元共溶體，可以充分發揮三個組元的用途。其理論容量較高，具有較為均衡的性質，在動力型電池市場中占據了重要的地位。

目前，國內的鈷酸鋰技術較為完善，重要應用于消費類電池領域。但是由于鈷資源較為緊缺，且具有毒性，使得其正在被更高電壓的鈷酸鋰、能量密度和成本更加均衡的三元材料等取代。

隨著消費類電池的平穩上升和動力型電池的快速上升，正極材料的產量逐步擴大。