แบตเตอรี่ลิเธียมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่ใช้โลหะลิเธียมหรือโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุขั้วแคโทด และมีสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ใช่น้ำ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้คาร์บอนเป็นวัสดุขั้วลบ และสารประกอบที่มีลิเธียมเป็นวัสดุขั้วบวก ตามสารประกอบของขั้วบวกที่แตกต่างกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ลิเธียมโคบาเลต ลิเธียมแมงกาเนต ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ลิเธียมเทอร์นารี เป็นต้น
แบตเตอรี่ที่ทำจากลิเธียมโคบาเลต ลิเธียมแมงกาเนต ลิเธียมนิกเกิลออกไซด์ วัสดุสามองค์ประกอบ และลิเธียมเหล็กฟอสเฟต มีข้อดีและข้อเสียอย่างไรบ้าง

1. แบตเตอรี่ลิเธียมโคบาเลต
ข้อดี: ลิเธียมโคบาเลตมีข้อดีหลายประการ เช่น อัตราการคายประจุสูง ความจุจำเพาะสูง ประสิทธิภาพการใช้งานซ้ำที่ดี กระบวนการสังเคราะห์ที่ไม่ซับซ้อน เป็นต้น
ข้อเสีย: วัสดุลิเธียมโคบาเลตมีธาตุโคบอลต์ซึ่งมีพิษสูงและราคาสูง จึงยากที่จะรับประกันความปลอดภัยเมื่อผลิตแบตเตอรี่กำลังสูง

2. แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
ข้อดี: แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีส่วนประกอบที่เป็นอันตราย มีราคาถูก ปลอดภัยสูง และมีอายุการใช้งานถึง 10,000 รอบการชาร์จ/คายประจุ
ข้อเสีย: ความหนาแน่นพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมโคบาเลตและแบตเตอรี่แบบไตรภาค

 
3. แบตเตอรี่ลิเธียมไตรภาค
ข้อดี: วัสดุสามองค์ประกอบสามารถปรับสมดุลและควบคุมได้ในแง่ของพลังงานจำเพาะ ความสามารถในการรีไซเคิล ความปลอดภัย และต้นทุน
ข้อเสีย: ความเสถียรทางความร้อนของวัสดุไตรภาคจะแย่ลง ตัวอย่างเช่น วัสดุ NCM11 สลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 300 ℃ ในขณะที่ NCM811 สลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 220 ℃

4. แบตเตอรี่ลิเธียมแมงกาเนต
ข้อดีของลิเธียมแมงกาเนต ได้แก่ ต้นทุนต่ำ ความปลอดภัยดี และประสิทธิภาพการทำงานในอุณหภูมิต่ำ
ข้อเสีย: วัสดุลิเธียมแมงกาเนตเองนั้นไม่ค่อยเสถียรและสลายตัวได้ง่ายจนเกิดเป็นก๊าซ

น้ำหนักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมหรือนิกเกิลไฮโดรเจนที่มีความจุเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหนึ่งก้อนคือ 3.7 โวลต์ ซึ่งเทียบเท่ากับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมหรือนิกเกิลไฮโดรเจนสามก้อนที่ต่ออนุกรมกัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีส่วนประกอบของโลหะลิเธียม จึงไม่เป็นไปตามข้อจำกัดของการขนส่งทางอากาศที่ห้ามนำแบตเตอรี่ลิเธียมขึ้นเครื่องบินโดยสาร