按電池正負極的材料分類, 鋰電池通常分兩大類：
鋰金屬電池：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。
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。
雖然鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達到3860瓦/公斤。但是由於其性質不夠穩定而且不能充電，所以無法作為反複使用的動力電池。而鋰離子電池由於具有反复充電的能力，被作為主要的動力電池發展。但因為其配合不同的元素，組成的正極材料在各方面性能差異很大，導致業內對正極材料路線的紛爭加大。
通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池（三元鎳鈷錳）。
以上各類電池都有優缺點，大致歸納為：
磷酸鐵鋰電池：
優點：壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素無害、成本低。
缺點：能量密度低、振實密度低（體積密度）。
三元鋰電池：
優點：高能量密度和高振實密度。
缺點：安全性差，耐高溫性差，壽命差，大功率放電不良和有毒元素（大功率充放電後三元鋰電池的溫度急劇上升，高溫後釋放出的氧氣很容易燃燒）。
錳酸鋰電池：
優點：振實密度高、成本低。
缺點：耐高溫性差，錳酸鋰長時間使用後溫度急劇升高，電池壽命衰減嚴重。
鈷酸鋰電池：
通常用於3C產品，安全性極差，不適合做動力電池。
理論上，我們需要的電池應該是能量密度高、體積密度高、安全性好、耐高溫低溫、循環壽命長、無毒無害、可大功率充放電，聚所有優點為一體而且低成本。但目前並不存在這樣的電池，那麼在不同種類電池的優缺點中就需要取捨。
