磷酸鐵鋰（LiFePO4）的晶體結構主要是橄欖石型結構，屬於正交晶系，Pmnb空間群。在這個結構中，氧原子以稍微扭曲的六方密堆排列，磷原子位於氧四面體的中心，而鐵原子和鋰原子分別位於氧八面體的中心和邊緣位置。
FeO6八面體在晶體的bc面上相互連線，形成鋸齒形平面層，而鋰離子主要在這些層之間移動。磷酸鐵鋰的結構特點使其具有較高的理論密度和熱穩定性，同時也有較好的循環壽命和安全性能。
磷酸鐵鋰的理論比容量為170mAh/g，電壓平台約為3.7V。這種材料在全充電狀態下具有良好的熱穩定性、較小的吸濕性和優良的充放電循環性能，因此在動力和儲能鋰離子電池領域得到了廣泛的研究和套用。
然而，磷酸鐵鋰也存在一些缺點，如電子電導率和離子電導率較低，這限制了其在某些套用中的性能。為了改善這些問題，研究者們採用了各種方法，如表麵包覆、納米化、摻雜等技術來提高其電化學性能。