三元锂电池是一种锂离子电池。锂离子电池的一种分类方法是按正极材料分类。锂电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。
通常，锂电池的正极材料是钴酸锂，三元锂电池是使用三元材料镍钴锰酸锂作为正极材料的锂电池。
还有使用镍、钴和铝作为正极材料的三元锂电池。锂镍钴锰酸比锂钴酸便宜，目前的三元材料电池已经取代了此前广泛使用的锂钴锰电池。
在电动汽车领域，三元锂电池和磷酸铁锂电池是两种主流。它们的物理和化学结构不同，所以材料的财产也不同，导致性能上的差异。
三元锂电池的优点是能量密度高、低温性能好、充放电密度高、电量估计准确，磷酸铁锂电池的优势是成本低、稳定。
由于Ni2+（0.069nm）和Li+（0.076nm）的半径彼此接近，高温下随着三元共聚物烧结材料中镍含量的增加，Li和Ni混合的概率迅速增加，这使得Li+的脱intercalation困难，导致材料的比容量和循环财产降低，难以逆转。
此外，随着镍含量的增加，材料中Ni3+的不稳定比例增加，这倾向于与空气中的水分和二氧化碳发生反应，加剧了比容量和循环性能的损失。
相反，磷酸铁锂的P-O化学键相对稳定，只有在温度达到700-800摄氏度时才会分解。即使电池变形和损坏，氧分子也不会释放，并会发生剧烈燃烧。因此，锂铁电池具有更好的稳定性和性能。
三元锂电池和磷酸铁锂电池的电化学性能也因SOC曲线而不同。三元锂电池的SOC曲线与其电压水平有着相对线性的关系，而锂铁电池由于其长的充放电平台和高原期后的电压突变，其SOC曲线不能轻易通过其电压变化来确定。
三元锂电池的估计SOC在其实际值的1-2%以内，而铁锂电池的预计SOC可能在其实际价值的10%左右。车主经常想知道汽车电池在行驶时会持续多长时间（点击链接了解如何计算），由于SOC曲线的差异，三元锂电池的汽车更能计算和显示剩余续航里程，而铁锂电池车型的汽车则容易出现续航里程显示系数突然下降的情况，从而带来所有者使用体验的差异。