鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后，容量衰減為標稱容量（室溫25℃，標準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認為壽命終止。行業內一般以鋰電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。

鋰電池在使用的過程中，內部會發生不可逆的電化學反應導致容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實驗表明，高倍率的放電會導致容量更快的衰減，如果放電電流較低，電池電壓會接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。

三元鋰電池的理論壽命大概為800次循環，在商業化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中注明大于500次（標準條件下充放電），但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題，每個電芯的電壓和內阻不可能完全一樣，其循環壽命大約為400次。

鋰電池不建議進行深度充放電，過充過放均會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計算的話，循環壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電，電池壽命也會大幅下降。