雖然自本世紀初，聚合物鋰電池就開始被強勁炒作，但大多數用戶并不能區分普通鋰離子和聚合物鋰電池在結構上的差異。盡管很多人將“聚合物”等價為“塑料，但是聚合物的范圍很廣：合成塑料、天然生物聚合物，甚至來自生物基本結構的蛋白質都屬于聚合物。
聚合物鋰電池與其他類型電池的不同之處在于它的電解質。最早的聚合物鋰電池設計可以追溯到上世紀70年代，該電池采用一種類似于塑料薄膜的固體聚合物作為電解質。這種絕緣體電解質允許離子交換（帶電荷的原子），從而取代了電解液浸潤的傳統多孔隔膜。但是固態聚合物在室溫下導電性差，電池必須加熱到60℃（140°F）甚至更高溫度來確保電流可以通過。也正因為這一缺陷，萬眾期待的“真正塑料電池”并沒有在本世紀初實現。
為了能夠讓聚合物鋰電池可以在室溫導電，研究人員在電池中加入了膠體電解質，現在所有的聚合物鋰離子電池都會使用含有一些水分的微孔隔膜。聚合物鋰電池并不只是一種電池，其是可以分為許多體系的，如鈷酸鋰、三元、磷酸鐵鋰和錳酸鋰等。大多數聚合物鋰電池是采用鈷酸鋰材料。
如果聚合物鋰電池使用的是膠體電解質，那么它與普通的鋰離子電池之間有什么區別呢?對使用者而言，聚合物鋰電池和鋰離子電池沒有什么本質區別。這兩種體系都使用基本相同的正極、負極材料和相似成分的電解質。但是聚合物鋰電池的獨特之處在于它采用了微孔電解質取代傳統的多孔隔膜。聚合物鋰電池也提供了相對較高的比能量，而且可以比傳統的鋰離子電池做的更薄，但制造成本也會相應高出10%~30%。
此外，聚合物鋰電池通常使用柔韌的類似于食品包裝的箔式外殼（聚合物層壓片或卡片包裝），而標準的鋰離子電池卻需要硬質殼將電極壓在一起，而不是像鋰聚合物那樣采用層疊片，不需要壓縮。箔式外殼比傳統的硬殼減輕了百分之二十以上的重量，并且通過薄膜技術，電池可以做成任何形狀，在手機和筆記本電腦等電子設備上得到很好應用，不可思議的是聚合物鋰電池也可以做到像信用卡一樣纖薄。
聚合物鋰電池的充放電特性與其他類型鋰離子電池系統相同，不需要專用充電器，但它也同樣存在安全問題，需要相應的保護電路。在充電過程中會因氣體積聚而導致一些棱柱狀和袋狀電池膨脹，因此設備制造商必須預留出足夠的膨脹空間。相對而言，箔包裝鋰聚合物電池也不如圓柱形包裝鋰離子電池耐用。
固體電解質的金屬鋰電池
固體電解質（SE）的研究人員繼續在嘗試著把金屬鋰制成負極材料。固態鋰電池比改性后鋰離子電池具有更高的能量密度，然而此前研究者已經嘗試過用金屬鋰作負極，但是由于安全問題，電池制造商不得不停止生產。金屬鋰容易形成金屬絲極或枝晶，從而引起短路。科學家們正在嘗試使用專門設計的分離器或者其他補救措施來克服這種缺陷。
人們所津津樂道的“固態鋰離子電池”的關鍵在于要在室溫及更低溫度下有足夠高的電導率，同時還需要提高循環壽命，而這也正是現在大多數電池設計的短板所在。目前固態鋰離子電池只能達到100次循環，而下一步目標是使固態鋰離子電池負載更為均衡，同時滿足個人交通工具中汽車的需求，即零污染，快速充電，高續航歷程等，因此，它的商業化可能需要10年或更長的時間。
