磷酸铁锂离子电池的能量密度远不及三元锂离子电池，但其安全性普遍被认为要好于三元锂离子电池。先说说能量密度，目前，新能源汽车的补贴标准视电池系统的能量密度而定，其具体政策就是，当电池系统能量密度超过120Wh/kg，就可以享受1.1倍的补贴，介于90Wh/kg和120Wh/kg之间只能享受1倍补贴。
据了解,目前市面上的磷酸铁锂离子电池经过改进要达到90Wh/kg的难度不大，但要做到120Wh/kg的公司寥寥无几。现在磷酸铁锂离子电池的能量密度一般还都是在150Wh/kg左右，即使做得好一些，也是在160Wh/kg左，这个和三元电池的200Wh/kg能量密度相比，差距很大。即将生产的32131高能量密度圆柱磷酸铁锂离子电池，单体能量密度达到180Wh/kg，使用该电池的乘用车，续航里程可达到300km以上。
目前国内主流的磷酸铁锂离子电池能量密度也仅达到150Wh/kg左右，据国内电池行业专家剖析，未来几年之内，磷酸铁锂离子电池的能量密度能够达到300Wh/kg的希望非常渺茫。
能量密度高是三元锂离子电池的最大优势，所以同样重量的电池组电池容量更大，车子跑的距离也就更远，速度也能更快。比亚迪磷酸铁锂离子电池的单体能量密度为150Wh/kg，比亚迪三元锂离子电池能量密度则达到了200Wh/kg。可以看出，三元锂材料比磷酸铁锂的优势还是很明显的。
三元锂离子动力锂电池目前已经看到能量密度的天花板了，高镍材料、碳硅负极的锂离子电池单体能量密度最高应该在300Wh／kg左右，正负不超过20Wh／kg。三元锂离子电池目前的单体能量密度已经接近极限，很难再有大的突破。越来越多的国内外公司和研究机构将重心集中到了固态电池上。
以比亚迪E5为例，磷酸铁锂离子电池版本电池容量为52kWh，重量517kg，续航350公里。换装后的三元锂离子电池电池容量达到61kWh，重量反倒降低至444kg，续航也升至400公里。
与磷酸铁锂离子电池相比，特斯拉MODELS使用的三元锂离子电池在重量能量密度上要高出许多，约为200Wh/kg,这也就意味着同样重量的三元锂离子电池比磷酸铁锂离子电池的续航里程更长。不过其缺点也显而易见，当自身温度为250-350℃时，内部化学成分就开始分解，因此对电池管理系统提出了极高的要求，要为每节电池分别加装保险装置。
