鋰離子電池最早就是磷酸鐵鋰對石墨。負極用石墨，正極用磷酸鐵鋰。放電時，嵌在石墨里頭的鋰失去電子，變成鋰離子，跑出來與磷酸鐵變成磷酸鐵鋰。

而鋰離子和電子的關系是相互依存的，沒有電子就沒有離子，沒有離子就沒有電子，兩者之間速度慢者決定了電池的功率。此外，鋰離子通道和導電線路的穩定性影響著電池壽命。

從這過程可以看出來，要把鋰離子電池做成能量密度高，功率高，壽命也長的電池，建立高效穩定的離子電子通道很重要。

而建立高效獨立的離子電子通道可以從材料上下功夫。鋰離子電池材料一般導電性不佳，而涂炭可增加導電性；鋰離子的通導性也不夠好，則可以把顆粒做小，如此一來，鋰離子不用移動過長的距離，這也是為何市場上鋰電池電極材料越做越小的原因，此外，小顆粒能讓結構更加穩定。

目前對鋰電池的科研方向，大多也是如此。對于電極材料需要導離子，也需要導電子。科研的解決方案，一個是用石墨烯，一個是用碳管，當然也可以用其他的碳合材料。然后把材料做成納米顆粒，或者納米線再與碳管復合在一起，如此就實現了導電子導離子的過程，同時還能把結構做的很穩定。

電池材料不僅有正負極，電解液也是極為關鍵的。目前科研人員研究出了一種添加劑，能實現電解液中的負離子不動，只有正離子移動，如此一來，鋰離子移動速度將成幾何倍數的提高，電池可以高倍率的充放電，實現快充。