比能量密度：100～250W·h/kg（360～900kJ/kg）
體積能量密度：250至680W·h/L（900至2230J/cm3）
比功率密度：300至1500W/kg（20秒和285W·h/L）
由于鋰離子電池可以有多種正負極材料，因此能量密度和電壓也隨之變化。
開路電壓比更高的水溶液系電池（如鉛酸，鎳金屬氫化物和鎳鎘）。內阻隨著循環和老化而增加。內阻上升會導致端子電壓在負載下下降，從而降低xxx電流消耗。最終，增加電阻會使電池處于一種狀態，使其無法再支持它所要求的正常放電電流，而不會出現不可接受的電壓降或過熱。
帶有磷酸鐵鋰正極和石墨負極的電池標稱開路電壓為3.2V，典型充電電壓為3.6V。帶有石墨負極的鋰鎳錳鈷(NMC)氧化物正極具有3.7V標稱電壓和充電時xxx4.2V。充電過程是在恒壓下通過限流電路進行的（即，恒流充電直到電池中的電壓達到4.2V，然后繼續施加恒壓直到電流降至接近零）。通常，充電在初始充電電流的3%時終止。過去，鋰離子電池無法快速充電，至少需要兩個小時才能充滿電。當前一代的電池可以在45分鐘或更短的時間內充滿電。2015年，研究人員展示了一個600毫安時的小型電池在兩分鐘內充電到68%的容量，以及一個3,000毫安時的電池在五分鐘內充電到48%的容量。后一種電池的能量密度為620W·h/L。該裝置采用與陽極中的石墨分子鍵合的雜原子。
隨著時間的推移，制造的電池的性能得到了提高。例如，從1991年到2005年，鋰離子電池的單位價格能量容量提高了十倍以上，從每美元0.3W·h提高到每美元3W·h以上。2011年至2017年期間，平均每年進步7.5%。具有相似化學性質的不同大小的電池也具有相同的能量密度。該21700電池具有比50％以上的能量18650細胞，并在更大的尺寸減少的熱傳遞到其周圍環境。