鋰離子電池也存在許多缺陷：循環壽命短，充電電路復雜，對電池內部保護電路的要求很高等，尤其對全密封鋁殼封裝的鋰離子電池來說，在其安全保護的設計上存在一個極其致命的缺陷。

一、資源緊缺

地殼中鋰元素的比例約為0.0065%，海水中鋰的總儲量達2600億t，但濃度太小，提煉困難。世界鹽湖鋰資源重要分布在智利、阿根廷、我國及美國。花崗偉晶巖鋰礦床重要分布在澳大利亞、加拿大、芬蘭、我國、津巴布韋、南非和剛果。印度和法國也發現偉晶巖鋰礦床，但是不具有商業開發價值，目前世界上只有少數國家擁有可經濟開發利用的鋰資源。

中南大學化學電源與材料研究所所長唐有根表示，即便是鋰的成本和安全性的問題全部解決了，今后用鋰離子電池替代汽油的話，也滿足不了全部需求，因為這相當于用一種緊缺的資源去替代另一種緊缺的資源。

二、冶煉污染

鋰離子電池中含有的六氟磷酸鋰、聚丙二乙烯（醇）等化學物質會對環境造成有機污染。其含有的鈷等重金屬元素，也會對環境會造成危害，尤其是鈷，含量相對較高，屬于稀有貴重金屬，具有很高的回收價值。雖然鋰離子電池本身的污染并不嚴重，但鋰金屬在提取冶煉過程中，對環境的污染不亞于汽油出現的污染。金屬鋰的工業生產方法重要有熔鹽電解法和真空熱還原法。熔鹽電解法系采用氯化鋰為原料，在熔融電解槽內電解時分解為金屬鋰和氯氣，在陰極析出鋰，在陽極析出氯氣。電解進行時，氯化鋰離解為鋰離子，向陰極移動并放電，形成的金屬鋰通過熔鹽逐漸上升到電解槽表面或到鋰收集室。在陽極析出的氯氣通過熔鹽上升至出口排出或收集。該法的最大缺點是電解時出現氯氣污染嚴重，且產品質量不易控制，生產成本高。

三、安全問題

專家認為，市場上多半使用的高容量鋰離子電池由于化學成分的不同，在發生質量問題時，容易出現爆炸傷人事故。而相對安全的是鎳氫和鎳鎘電池。鋰元素過于活躍，它使用時不太安全，經常會在充電時出現燃燒、爆裂的情況，后來經過改進型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成分，從而使鋰電提高安全標準和高效。在鋰離子電池發展過程中，因為采用的正負極材料及其配方不同，出現過爆炸、燃燒等不安全現象。重要是負極采用金屬鋰，經循環后出現枝晶，致使短路，出現燃燒爆炸；而正極材料采用鈷酸鋰或鎳鈷鋰等，其化學活潑性較高，在石墨負極的配合下，一旦出現高溫，容易發生爆炸燃燒。盡管實際發生的概率在十萬分之一或百萬分之一以上，但由于以手機及筆記本電腦等為主的電子消費品數量極大，使用范圍極廣，因此累計發生的安全事故絕對數量使人們感覺很多。由于這些電子消費品是人們日常生活相伴，不可或缺的用品，一旦發生安全問題，影響很大。鋰離子電池的安全設計過分依賴其內部電子安全保護芯片，而沒有設置必要的物理安全保護措施。在充電以及使用的過程中，一旦出現其安全保護芯片失效的故障，后果是不堪設想的，輕則出現電池內部氣體積聚引起電池體漲鼓現象，重則可能因為發生電池內部短路等等異常而導致電池爆炸的悲劇發生。

四、成本問題

相關于鉛酸蓄電池，鋰離子電池用于電動助力車的成本較高是一個突出的特點，也是影響鋰離子電池大規模替代鉛酸蓄電池用于電動助力車的關鍵。鋰離子電池的正極材料、負極材料、集流體、隔膜、電解質等主材價格比鉛酸蓄電池高出很多，其組裝輔材和外部電路系統成本則是鉛酸蓄電池幾乎沒有的。雖然鋰離子電池由于能量遠高于鉛酸蓄電池，因此單位功率的原輔材料成本并沒有表現出來的成本差距那么大，但是二者的材料成本差距確實存在，而且差距以倍數計。由于制作工藝的原因，鋰離子電池的人工成本比較高。在制造成本中，鋰離子電池的人工成本占40%以上，而鉛酸蓄電池的人工成本一般為10%~20%.鋰離子電池在生產中大部分過程是不可逆的，而鉛酸蓄電池是可逆修復的，因此鋰離子電池的總體合格率較低。鉛酸蓄電池使用之后的回收價值在40%以上，而鋰離子電池的回收價值幾乎是零。