鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
放電反應：Li+MnO2=LiMnO2
鋰離子電池：
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
充電正極上發生的反應為
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)
充電負極上發生的反應為
6C+xLi++xe- = LixC6
充電電池總反應：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正極
正極材料：可選的正極材料很多，目前市場常見的正極活性材料如下表所示:
正極材料 | 化學成分 | 標稱電壓 | 結構 | 能量密度 | 循環壽命 | 成本 | 安全性 |
鈷酸鋰(LCO) | LiCoO2 | 3.7 V | 層狀 | 中 | 低 | 高 | 低 |
錳酸鋰(LMO) | Li2Mn2O4 | 3.6V | 尖晶石 | 低 | 中 | 低 | 中 |
鎳酸鋰(LNO) | LiNiO2 | 3.6V | 層狀 | 高 | 低 | 高 | 低 |
磷酸鐵鋰(LFP) | LiFePO4 | 3.2 V | 橄欖石 | 中 | 高 | 低 | 高 |
鎳鈷鋁三元(NCA) | LiNixCoyAl(1-x-y)O2 | 3.6V | 層狀 | 高 | 中 | 中 | 低 |
鎳鈷錳三元(NCM) | LiNixCoyMn(1-x-y)O2 | 3.6V | 層狀 | 高 | 高 | 中 | 低 |
正極反應：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。 充電時：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負極
負極材料：多采用石墨。另外鋰金屬、鋰合金、硅碳負極、氧化物負極材料等也可用于負極。
負極反應：放電時鋰離子脫嵌，充電時鋰離子嵌入。
充電時：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時：LixC6→ xLi+ + xe- + 6C
