החומרים העיקריים של סוללות ליתיום

חומר אלקטרודה שלילי פחמן
חומרי האלקטרודה השליליים המשמשים בסוללות ליתיום-יון הם בעיקר חומרי פחמן, כגון גרפיט מלאכותי, גרפיט טבעי, מיקרוספירות פחמן שלב ביניים, קולה נפט, סיבי פחמן, פחמן שרף פירוליטי וכו'.
חומר אלקטרודה שלילי על בסיס פח
ניתן לחלק חומרי אלקטרודה שליליים על בסיס פח לשני סוגים: תחמוצות בדיל ותחמוצות מרוכבות על בסיס פח. תחמוצת מתייחסת לתחמוצת של מצבי ערכיות שונים של מתכת בדיל. אין מוצרים ממוסחרים.
ניטרידים
אין מוצרים ממוסחרים.
כיתת סגסוגת
כולל סגסוגות על בסיס פח, סגסוגות על בסיס סיליקון, סגסוגות על בסיס גרמניום, סגסוגות על בסיס אלומיניום, סגסוגות על בסיס אנטימון, סגסוגות על בסיס מגנזיום וסגסוגות אחרות, אין גם מוצרים מסחריים.
סולם ננו
צינורות ננו-קרבון וחומרי סגסוגת ננו.
ננו אוקסיד
על פי מגמות הפיתוח האחרונות בשוק בתעשיית האנרגיה החדשה של סוללות ליתיום בשנת 2009, חברות רבות החלו להשתמש בתחמוצת ננו טיטניום וננו תחמוצת סיליקון שנוספו לצינורות גרפיט, תחמוצת בדיל וננו-פחמן מסורתיים, מה שמשפר מאוד את יכולת הטעינה והפריקה והמספר של מחזורי טעינה ופריקה של סוללות ליתיום.