三元锂离子电池寿命是在使用到一定程度后，容量衰减程度比例所计算的，直接到容量寿命为零终止。业内算法一般是三元锂离子电池充满电之后放电一次，这叫循环寿命。在使用过程中，锂离子电池内部发生不可逆化学反应会造成电池容量的下降，比如使用不当的情况，或者极高温或者极低温情况下使用。比如电解液的分解，活性材料的失活，正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明，更高倍率的放电会导致容量更快的衰减，假如放电电流较低，电池电压会接近平衡电压，能释放出更多的能量。
三元锂离子电池理论寿命为1200次完全充放电，也就是完全循环寿命，按使用频率来说，三天一次完全充放电，一年120次完全充放电，三元锂离子电池使用寿命达到十年，即使使用过程中有损耗或者充放电天数减少，也可以达到八年，注意，这里说的是容量寿命，在八年之后三元锂离子电池的容量还会有百分之六十以上，这是标准性所在。
三元锂离子电池的理论寿命，在商业化的可充电锂离子电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次，而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电)，但是电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，重要是电压和内阻不可能完全相同，其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%，不建议进行深度充放电，不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤，若是以浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。另外，锂离子电池若是经常在高倍率和高温环境下放电，电池寿命会大幅下降到不足200次。
