金屬鋰的電極電位在所有金屬中最低(-3．05V)，放電容量最大。因此，選用金屬鋰作電池負(fù)極可以獲得高電壓和高的比能量。
工業(yè)上以金屬鋰為負(fù)極的一次鋰電池，由于具有工作電壓高，比能量大，使用壽命長，自放電小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于軍事和小型民用電器如移動(dòng)電話、照相機(jī)、手提電腦等設(shè)備中作移動(dòng)電源。
鋰二次電池是以金屬鋰或鋰鋁合金作負(fù)極，以具有層狀結(jié)構(gòu)的硫化物為正極。二硫化物成為鋰離子嵌入-脫出的電極，金屬鋰自身的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，在充放電循環(huán)過程中，放電反應(yīng)金屬鋰溶解，充電反應(yīng)析出鋰，由于金屬鋰與有機(jī)電解液中的少量水分反應(yīng)，在鋰表面會(huì)生成SEI膜(固體電解質(zhì)界面膜)，SEI膜允許鋰離子通過，而不允許溶劑分子通過，對金屬鋰起保護(hù)作用，有利于鋰的化學(xué)穩(wěn)定性。但金屬鋰負(fù)極在充放電過程中容易形成鋰枝晶，刺穿電池隔膜，引起電池內(nèi)部短路，使電池充放電效率降低，循環(huán)壽命縮短，安全性能變差。所以，鋰二次電池至今尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
鋰離子電池是以嵌鋰化合物替代鋰二次電池中的金屬鋰負(fù)極，因此，對正極材料的要求不同于鋰二次電池。首先，正極材料必須選用富含鋰的層狀化合物，該化合物既要提供充放電反應(yīng)過程在正負(fù)極之間嵌入-脫出循環(huán)所需要的鋰，又要提供在負(fù)極表面形成SEI膜所需要的鋰；其次，負(fù)極材料(如層狀碳)相對金屬鋰有一定的嵌鋰電位，正極材料必須相對金屬鋰有較高的嵌鋰電位；第三，由于負(fù)極(如碳)的比容量(約320mAh•g-1)較大，為保證電池的循環(huán)壽命等性能，正極材料用量較大。目前，能符合鋰電池高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長等性能的正極材料主要有LiCoO2，LiNiO2，LiMnO4等。
