不同類型的鋰離子電池的化學、性能、成本和安全特性各不相同。手持電子產品大多使用鋰聚合物電池（以聚合物凝膠為電解質）、鈷酸鋰（LiCoO2)陰極材料和石墨陽極，它們共同提供了高能量密度。磷酸鐵鋰（LiFePO4）、錳酸鋰（LiMn2哦4尖晶石或鋰2氧化錳3基富鋰層狀材料(LMR-NMC))和鋰鎳錳鈷氧化物(LiNiMnCoO2或NMC）可能提供更長的壽命并且可能具有更好的倍率能力。此類電池廣泛用于電動工具、醫療設備和其他角色。NMC及其衍生物廣泛應用于電動汽車。
鋰離子電池的研究領域包括延長壽命、提高能量密度、提高安全性、降低成本和提高充電速度等。基于在典型電解質中使用的有機溶劑的易燃性和揮發性，作為提高安全性的途徑，不可燃電解質領域的研究正在進行中。策略包括水性鋰離子電池、陶瓷固體電解質、聚合物電解質、離子液體和重氟化系統。