物理储能锂离子电池技术重要有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。相比化学储能来说，物理储能锂离子电池更加环保、绿色，利用天然的资源来实现。抽水储能锂离子电池电站是通过配备上、下游两个水库，负荷低谷时设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，而负荷高峰时设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电，由于技术成熟，抽水储能锂离子电池电站已成为电力系统中应用最为广泛的储能锂离子电池技术，目前我国在建的抽水储能电站装机约11400MW，预计至2010年底抽水储能锂离子电池电站的总装机可到17500MW左右。
压缩空气储能锂离子电池电站是一种调峰用燃气轮机发电厂，重要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型储气压力为7.5MPa的高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。世界上第一个商业化CAES电站是1978年在德国建造的Huntdorf电站，装机容量为290MW，换能效率77%，运行至今，累计启动超过7000次，重要用于热备用和平滑负荷。和抽水储能锂离子电池电站相比，CAES电站选址灵活，它不需建造地面水库，地形条件容易满足，目前压缩空气储能锂离子电池电站已经在一些发达国家得到广泛应用。
飞轮储能锂离子电池，是通过机械能和电能的相互转化来实现充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。飞轮储能锂离子电池对制作飞轮的原材料和技术要求很高，直到20世纪90年代才得以飞速发展，用于不间断电源应急电源（EPS）、电网调峰和频率控制等领域。
