Les batteries LFP utilisent du phosphate de fer lithié (LiFePO4) comme matériau de cathode et une électrode en carbone graphite avec un support métallique comme anode. Contrairement à de nombreux matériaux cathodiques, le LFP est un composé polyanionique constitué de plus d'un élément chargé négativement. Ses atomes sont disposés dans une structure cristalline formant un réseau d'ions lithium en 3D, comparativement aux plaques en 2D de nickel manganèse cobalt.

Les batteries LFP fonctionnent de la même manière que les autres batteries lithium-ion, se déplaçant entre les électrodes positives et négatives pour se charger et se décharger. Cependant, le phosphate est un matériau non toxique comparé à l'oxyde de cobalt ou à l'oxyde de manganèse, et les batteries LFP sont capables de fournir une tension constante à un cycle de charge plus élevé.