Dans la structure cristalline de LiFePO4, les atomes d'oxygène sont disposés selon un arrangement hexagonal en pile serrée.Les tétraèdres PO43 et les octaèdres FeO6 forment le squelette spatial du cristal.Li et Fe occupent les vides octaédriques tandis que P occupe les vides tétraédriques, dont Fe occupe le coin octaédrique et Li le bord octaédrique.Les octaèdres FeO6 sont reliés entre eux dans le plan bc du cristal.Les structures octaédriques LiO6 sont reliées entre elles pour former une structure en chaîne dans l'axe b. Les octaèdres FeO6 sont interconnectés sur la face bc du cristal, et les structures octaédriques LiO6 dans la direction de l'axe b sont reliées entre elles pour former une structure en chaîne. Les octaèdres de FeO6 sont interconnectés sur la face bc du cristal, et les structures octaédriques de LiO6 dans la direction de l'axe b sont connectées les unes aux autres pour former une structure en chaîne. 1 octaèdre de FeO6 est coprismatique avec 2 octaèdres de LiO6 et 1 tétraèdre de PO43.
En raison de la discontinuité du réseau octaédrique coprismatique FeO6, il est impossible de former la conductivité électronique ; en même temps, le tétraèdre PO43 limite le changement de volume du réseau, ce qui affecte le désencastrement du Li+ et la diffusion des électrons, entraînant une conductivité électronique et une efficacité de diffusion ionique extrêmement faibles du matériau de cathode LiFePO4.
La batterie LiFePO4 a une capacité spécifique théorique élevée (environ 170 mAh/g), et la plate-forme de décharge est de 3,4 V. Le Li+ est désencastré entre les électrodes positive et négative pour réaliser la charge et la décharge, et une réaction d'oxydation se produit pendant la charge, le Li+ migrant hors de l'électrode positive et s'encastrant dans l'électrode négative via l'électrolyte, et le fer se transformant de Fe2+ en Fe3+, et une réaction d'oxydation se produisant.