鋰離子電池壽命是指在使用一段時間后，電池容量分解為標稱容量的70％（室溫下25°C，標準大氣壓下已放電并已放電的電池容量）。在0.2C時），可以視為使用壽命的終點。在工業上，循環壽命通常由鋰離子電池充滿和放電時的循環次數來計算。
在使用過程中，鋰離子電池內部將發生不可逆的電化學反應，這將導致容量降低，例如電解質擊穿，活性材料失活，正負電極結構崩潰以及內部和外部鋰離子數量的減少。實驗表明，較高的放電速率將導致容量下降更快，假如放電電流較低，則電池電壓將接近平衡電壓并釋放更多的能量。
三元鋰離子電池的理論壽命約為800次循環，這是商用可充電鋰離子電池中的平均壽命。磷酸鐵鋰持續約2,000個循環，而鈦酸鋰達到10,000個循環。目前，傳統的電池制造商已經承諾其三元電池的規格超過500倍（在標準條件下進行充電和放電），但是在將電池組組裝成電池組之后，由于問題電阻，電阻和內部電阻的關系不能完全相同，其壽命約為400倍。
制造商建議SOC使用窗口為10％到90％。不建議進行深度充電和放電，否則將對電池的正負電極結構造成不可逆轉的損壞。假如通過表面電荷和表面放電計算，則循環壽命至少為1,000次。另外，假如鋰離子電池經常在高速和高溫環境中放電，則電池壽命將顯著縮短至不足200倍。