正極材料是提高 LFP 電池能量密度的重要掣肘。鋰電池的能量 E 等于平均工作電壓????????與質量(體積)比容量????????的乘積，即?? = ???????? ? ????????。因此，提高平均工作電壓或者提高材料的質量(體積)比容量，均可以提高電池的能量密度。目前已量產的負極材料放電容量基本達到 350mAh/g 以上，硅基負極可達到 500mAh/g 以上，而磷酸鐵鋰正極(LiFePO4/LFP)的實際放電容量 160-170mAh/g，低于負極材料容量，而且已經趨近理論放電容量極限，因此對磷酸鐵鋰正極材料進行優化成為重要研究方向。
LFP 正極材料具有穩定性高、長壽命、安全等優點，但低電位特性需要改善。目前正極材料主要有：層狀正極材料，如 LiCoO2 (LCO)、鎳鈷錳酸鋰三元材料 LiNixCoyMnzO2、富鋰材料 xLi2MnO3(1-x)LiMO2 (M=Mn、Co、Ni)；尖晶石錳鋰氧化物 LiMn2O4 (LMO)；橄欖石狀正極材料，如磷酸鹽材料 LiMPO4 (M=Fe、Mn、Ni 等)等。其中鈷酸鋰(LiCoO2)、磷酸鐵鋰(LiFePO4/LFP)和三元材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2/NCM)等已得到廣泛應用。LFP 正極具有良好的電性能，成本低廉，無毒性，良好的熱穩定性和環境友好等諸多優點，但低的電位(在 3.4V左右具有平坦的放電平臺)造成了較低的能量密度及較低的本征電子電導率，因此，引入如Co，Mn 和 Ni 等過渡金屬的摻雜以改善 LFP 的電壓平臺，以提高能量密度，成為重點研究方向之一。
摻雜 Mn 是優選，可結合 LFP 較高的導電率和 LMP 較高的電壓。(1)鈷和鎳：雖然LiCoPO4 (LCP，4.8V)，LiNiPO4 (LNP，5.2V)的理論容量和 LFP 接近，但它們的工作電壓均超出了現有電解液可承受的工作電壓范圍，并且鎳和鈷的成本也比較高，因此 LCP 和 LNP這兩種材料沒有產業化意義。(2)釩：有劇毒、成本較高且電化學性能并不非常突出，所以Li3V2(PO4)3 (LVP，4.0V/3.7V/3.6V)也很難商業化。(3)錳：LiMnPO4 (LMP)相對于 Li+/Li 的電極電勢為 4.1V，高于 LFP 的 3.4V，因此 LMP 材料理論質量能量密度約比 LFP 高出 21%；LFP 和 LMP 的結構基本相同，僅僅是晶格參數不同(Fe2+的半徑為 0.092nm，Mn2+的半徑為0.097nm)，而且錳金屬產量豐富，價格低廉，因此在 LFP 中摻雜錳形成多組分磷酸錳鐵鋰(LiMnxFe1-xPO4/LMFP 或 LFMP)體系，可結合 LFP 導電率相對較高和 LMP 電壓相對較高的優點，此外還具有更好的低溫性能，同時其六方密堆結構決定了其具有很好的穩定性和安全性，但依然存在材料電導率低、大電流放電性能差(倍率性能差)和循環性能較差等問題。
