Em 2003 competiu no Mundial de Anaheim. Nele, conquistou o ouro por equipes, superando a equipe americana e japonesa, que completaram o pódio dessa edição. Na disputa das barras paralelas conquistou o ouro ao superar o compatriota Huang Xu e o russo Alexei Nemov; no salto, fora trimedalhista da competição; o romeno Marian Dragulescu foi prata e o canadense Kyle Shewfelt foi bronze. No ano posterior, em sua segunda aparição olímpica, nos Jogos Olímpicos de Atenas, Li ao lado de uma equipe tecnicamente fraca, foi apenas quinto colocado na prova coletiva. No salto, somou 9,368, insuficientes para chegar ao pódio, e encerrou na sétima posição. Na disputa das barras, favorito ao título, Li decepcionou e terminou com a medalha de bronze, em prova vencida pelo ucraniano Valeri Goncharov.