แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่มีโลหะลิเธียมหรือโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุแคโทดและสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้วัสดุคาร์บอนเป็นขั้วลบ และใช้สารประกอบที่มีลิเธียมเป็นขั้วบวกตามสารประกอบอิเล็กโทรดบวกที่แตกต่างกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไป ได้แก่ ลิเธียมโคบาเลต, ลิเธียมแมงกาเนต, ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต, ลิเธียมแบบไตรภาค ฯลฯ
ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธียมโคบาเลต ลิเธียมแมงกาเนต ลิเธียมนิกเกิลออกไซด์ วัสดุไตรภาค และลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

1. แบตเตอรี่ลิเธียมโคบาเลท
ข้อดี: ลิเธียมโคบาเลทมีข้อดีคือมีแท่นปล่อยสูง ความจุจำเพาะสูง ประสิทธิภาพการปั่นจักรยานที่ดี กระบวนการสังเคราะห์อย่างง่าย ฯลฯ
ข้อเสีย: วัสดุลิเธียมโคบาเลทประกอบด้วยองค์ประกอบโคบอลต์ที่มีความเป็นพิษสูงและราคาสูง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะมั่นใจในความปลอดภัยเมื่อผลิตแบตเตอรี่พลังงานขนาดใหญ่

2. แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
ข้อดี: ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีองค์ประกอบที่เป็นอันตราย มีต้นทุนต่ำ ปลอดภัยดีเยี่ยม และมีอายุการใช้งาน 10,000 ครั้ง
ข้อเสีย: ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตต่ำกว่าของลิเธียมโคบาเลตและแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค

 
3. แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค
ข้อดี: วัสดุที่ประกอบด้วยสามส่วนสามารถปรับสมดุลและควบคุมได้ในแง่ของพลังงานเฉพาะ ความสามารถในการรีไซเคิล ความปลอดภัย และต้นทุน
ข้อเสีย: ยิ่งเสถียรภาพทางความร้อนของวัสดุแบบไตรภาคยิ่งแย่ลงเท่านั้นตัวอย่างเช่น วัสดุ NCM11 สลายตัวที่ประมาณ 300 ℃ ในขณะที่ NCM811 สลายตัวที่ประมาณ 220 ℃

4. แบตเตอรี่ลิเธียมแมงกาเนต
ข้อดี: ต้นทุนต่ำ ปลอดภัยดี และประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำของลิเธียมแมงกาเนต
ข้อเสีย: วัสดุลิเธียมแมงกาเนตนั้นไม่ค่อยเสถียรและสลายตัวเพื่อผลิตก๊าซได้ง่าย

น้ำหนักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือครึ่งหนึ่งของน้ำหนักของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมหรือนิกเกิลไฮโดรเจนที่มีความจุเท่ากันแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหนึ่งก้อนคือ 3.7V ซึ่งเทียบเท่ากับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมหรือนิกเกิลไฮโดรเจนสามก้อนในอนุกรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีโลหะลิเธียม และไม่อยู่ภายใต้ข้อจำกัดของการขนส่งเครื่องบินเกี่ยวกับการห้ามพกพาแบตเตอรี่ลิเธียมบนเครื่องบินโดยสาร