Плотность энергии литий-ионного аккумулятора обычно в два раза выше, чем у стандартного никель-кадмиевого. Существует потенциал для более высоких плотностей энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хорошие и по разряду ведут себя аналогично никель-кадмиевым. Высокое напряжение элемента в 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной ячейке. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных элемента на 1,2 В.
Литий-ионный аккумулятор требует минимального обслуживания, что является преимуществом, на которое не могут претендовать большинство других химических аккумуляторов. Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется плановая езда на велосипеде. Кроме того, саморазряд меньше половины по сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива. Литий-ионные элементы при утилизации не причиняют большого вреда.
Несмотря на свои общие преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Встроенная в каждый аккумулятор схема защиты ограничивает пиковое напряжение каждого элемента во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения элемента при разряде. Кроме того, температура ячейки контролируется для предотвращения экстремальных температур. Максимальный ток заряда и разряда большинства аккумуляторов ограничен величиной от 1C до 2C. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического литиевого покрытия из-за перезаряда практически исключена.
Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители хранят молчание по этому поводу. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется батарея или нет. Аккумулятор часто выходит из строя через два или три года. Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастным дегенеративным действием. Это особенно актуально для никель-металлогидридных материалов при воздействии высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что в некоторых приложениях литий-ионные аккумуляторы служат до пяти лет.