锂离子电池作为一种重要的储能器件，其性能直接取决于内部关键材料的选取与结构设计。电池主要由正极、负极、电解液、隔膜和集流体等核心部分组成，各组分协同工作，实现锂离子在正负极间的可逆嵌入与脱出，从而完成电能的储存与释放。

正极材料负责在充电时释放锂离子、放电时接纳锂离子。常见体系包括钴酸锂、锰酸锂及三元材料等。钴酸锂能量密度高，但成本与安全性受限；锰酸锂成本较低，热稳定性较好，但比容量与循环性能通常不及前者；三元材料在容量与循环寿命之间实现较好平衡，是当前动力电池领域的主流选择之一。

负极材料主要承担锂离子的嵌入宿主角色。石墨类材料因其良好的循环稳定性和适宜的电位平台而被广泛使用，但其理论容量有限。硅基材料具有极高的理论比容量，但在充放电过程中体积膨胀显著，影响循环寿命，目前多通过与碳材料复合等方式加以改良。

电解液作为离子传输的介质，通常为含锂盐的有机溶液，需具备较高的离子电导率与较宽的电化学窗口。其组成直接影响电池的倍率性能、工作温度范围及安全表现。固态电解质是重要发展方向，能提升电池安全性，但常温离子电导率与界面阻抗仍是待攻克的关键问题。

隔膜置于正负极之间，起电子绝缘和离子导通的作用，防止内部短路。聚烯烃微孔膜是目前主流，其在正常工况下可保证离子透过，并在温度过高时通过闭孔机制提升安全性。陶瓷涂覆隔膜可进一步改善隔膜的热稳定性和对电解液的浸润性。

集流体负责汇集活性物质产生的电流并对外输出。正极通常采用铝箔，负极采用铜箔，二者需具备良好的导电性、机械强度和电化学稳定性。其表面形态与处理工艺也会影响活性物质的附着及电池的内阻。

此外，电池外壳、密封结构、极耳等辅助部件也对电池的整体封装、安全防护与长期可靠性起着关键作用。通过对各组成部分材料的科学选型与系统匹配，可在能量密度、功率特性、循环寿命及安全性等多项指标间取得优化平衡，从而满足不同应用场景的需求。