鈷酸鋰，化學式為LiCoO2，是一種無機化合物，其外觀呈灰黑色粉末，一般用於鋰離子二次電池正極材料。
其採用液相合成工藝，以聚乙烯醇（PVA）或聚乙二醇（PEG）水溶液為溶劑，鋰鹽、鈷鹽分別溶解在PVA或PEG水溶液中，混合後的溶液經過加熱，濃縮形成凝膠，生成的凝膠體再進行加熱分解，然後在高溫下煆燒，將燒成的粉體碾磨、過篩即得到鈷酸鋰粉。
那以鈷酸鋰為正極材料的鋰電池具有怎樣的工作原理呢？
鈷酸鋰電池充電時發生的反應：
正極：LiCoO2 = Li1-xCoO2+xLi++xe- ，負極：6C+xLi++xe- = LixC6
放電時的反應：
正極：Li1-xCoO2+xLi＋+xe－=LiCoO2 ，負極：LixC6=6C+xLi++xe-
根據電池反應式知，正極反應式為Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2、負極反應式為LixC6-xe-=C6+xLi+，充電時，陰極、陽極反應式與負極、正極反應式正好相反。
鈷酸鋰電池的最大特點是迴圈使用會產生鋰枝晶。在電充滿之後，仍有大量的鋰離子留在正極，換句話說，在負極上容納不了更多的附在正極上的鋰離子。如果電池過充狀態下，那麼正極會產生大量的鋰離子，由於負極來不及將其還原成金屬鋰，所以鋰離子將會在負極遊動。由於金屬鋰是樹枝狀的晶體，因而被稱為枝晶。鋰枝晶一旦形成，就可能將隔膜刺穿，造成正負極直接接觸，電池直接內部短路。
目前，由於電解液的主要成分是碳酸酯，閃點和沸點較低，在溫度較高的情況下就會燃燒甚至導致電池爆炸。控制鋰枝晶的形成在小容量鋰電池上比較容易。而鈷酸鋰電池大部分應用於可擕式電子設備等小容量電池，不能用於動力電池。
