聚合物电池经历了从采用离子导电聚合物电解质的固体聚合物电池而发展到采用凝胶聚合物电解质的聚合物锂离子电池的这一过程。作为超薄型电池而开发的固体聚合物电池，现在被称为纸型电池。由于离子导电性较差，纸型电池不能用于需要瞬时提供大电能和电流的设备中。一般认为，只要是正极、负极、电解质三者中有一种使用聚合物材料的电池便称为聚合物电池。目前所开发的聚合物锂离子电池系列中，高分子材料主要是被用作电解质和正极。聚合物电解质可以使用固体或凝胶高分子电解质材料代替液态电解质，同时还兼有液态锂离子电池中隔膜的作用。高分子正极材料包括有机导电性高分子、有机硫化合物，负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。
现有三种聚合物锂离子电池：(1)固体聚合物电解质电池，电解质为聚合物与盐混合物，这种电池在常温下的离子导电性能低，故考虑其用作高温使用电池；(2)凝胶聚合物电解质电池，即在固体聚合物电解质中添加增塑剂，从而使离子导电性提高，可在常温下使用；(3)聚合物正极电池，由于正极采用导电聚合物，其比能量比现在的锂离子电池大约高2倍，被认为是新一代的聚合物锂离子电池。
目前商品化的聚合物锂离子电池正负极材料与液态锂离子电池一样，只是电解质采用聚合物电解质代替液态有机电解质，其工作原理仍然是与液态锂离子电池相同，电池充电时，锂离子从正极过渡金属氧化物中脱嵌，经聚合物电解质嵌入石墨负极；电池放电时，发生相反的过程，聚合物锂离子电池与液态锂离子电池不同的是由于使用聚合物作电解质，导致正、负极材料和聚合物电解质之间的界面阻抗较高，从而对电池容量和循环寿命会有一定的影响。
目前，液态锂离子电池(LIB)，聚合物锂离子电池(PLIB)和以金属锂为负极的锂聚合物二次电池所用的正、负极材料及电解质。
