磷酸鐵鋰是一種橄欖石結構的聚陰離子磷酸鹽，其充放電反應是在磷酸鐵鋰和磷酸鐵兩相間進行的。
充電時，Li+從LiFePO4中脫離出來，Fe2+失去一個電子變成Fe3+；
放電時，Li+嵌入磷酸鐵中變成LiFePO4。
充電反應：LiFePO4-xLi+-xe-→xFePO4+(1-x)LChemicalbookiFePO4
放電反應：FePO4+xLi++xe-→xLiFePO4+(1-x)FePO4磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池，一個主要用途是用于動力電池，相對NI-MH、Ni-Cd電池有很大優勢。
磷酸鐵鋰電池充放電效率較高，倍率放電情況下充放電效率可達90%以上，而鉛酸電池約為80%。