鋰離子電池的正極材料主要是金屬氧化物。常見的正極材料包括：
1.鈷酸鋰（LiCoO2）：鈷酸鋰是最早用於商業化鋰離子電池的正極材料之一，具有高能量密度和良好的循環壽命。但鈷酸鋰價格較高，且有資源供應問題。
2.錳酸鋰（LiMn2O4）：錳酸鋰是相對便宜的正極材料，安全性高，循環壽命好。然而，錳酸鋰能量密度低，容量也相對較小。
3.鎳酸鋰（LiNiO2）：鎳酸鋰能量密度高，循環壽命好，但穩定性較差，容易發生熱失控反應。因此，鎳酸鋰通常與其他金屬氧化物混合以提高其安全性。
4.磷酸鐵鋰（LiFePO4）是鋰離子電池常用正極材料，具有以下特點： 安全性高：與其他正極材料相比，磷酸鐵鋰具有更好的熱穩定性和安全性，不易發生熱失控反應，並降低電池起火和爆炸的風險。循環壽命長：磷酸鋰鐵電池循環壽命長，可充放電數千次，維持高容量和效能穩定性。高溫性能：磷酸鐵鋰電池在高溫環境下表現出良好的穩定性，不易發生熱失控反應，適用於高溫地區和高溫工作環境。較高的放電平台電壓：磷酸鐵鋰電池的放電平台電壓較高，穩定在3.2V左右，可提供較高的功率輸出。較低的能量密度：與其他正極材料相比，磷酸鐵鋰的能量密度較低，容量相對較小，需要更大的體積和重量才能儲存相同的能量。磷酸鐵鋰電池主要應用於電動車、儲能係統、電動工具等領域，特別適合對安全性和循環壽命要求較高的應用情境。近年來，隨著技術的不斷完善，磷酸鐵鋰電池的能量密度也逐步提高，其應用範圍可望擴大。
5.三元材料：受鈷酸鋰金屬元素摻雜改質的啟發，多金屬複合氧化物－三元材料LiNi 1-x-y Co x N y O 2 (N=Mn、Al)迅速發展。三元材料結合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰（鋁酸鋰）的優點，形成三元共溶劑，可以充分發揮三種組成的功能。具有較高的理論容量和相對均衡的性能，在動力電池市場中佔有重要地位。
除了上述常見的金屬氧化物正極材料外，還有一些新型正極材料正在研發中，如鈷酸鋰改質材料、錳酸鋰改質材料、鈦氧化物、釩氧化物等。的能量密度、更長的循環壽命和更好的安全性能，預計將進一步推動鋰離子電池的發展。