Kerja perintis bateri litium bermula pada tahun 1912 di bawah GN Lewis, tetapi hanya pada awal 1970-an bahawa bateri litium tidak boleh dicas semula pertama mula digunakan secara komersial. Litium adalah logam yang paling ringan, memberikan potensi elektrokimia terbesar dan ketumpatan tenaga tertinggi mengikut berat.
Percubaan untuk membangunkan bateri litium boleh dicas semula gagal kerana isu keselamatan. Penyelidikan beralih kepada penggunaan ion litium dan bukannya litium logam dalam bateri litium bukan logam disebabkan oleh ketidakstabilan yang wujud pada logam litium, terutamanya semasa mengecas. Walaupun ketumpatan tenaga adalah lebih rendah sedikit daripada logam litium, ion litium adalah selamat selagi langkah berjaga-jaga tertentu diambil semasa mengecas dan menyahcas. Pada tahun 1991, Sony mengkomersialkan bateri litium-ion yang pertama. Pengeluar lain mengikutinya.
Ion litium biasanya mempunyai dua kali ganda ketumpatan tenaga standard nikel-kadmium. Ia mempunyai potensi untuk ketumpatan tenaga yang lebih tinggi. Ciri-ciri nyahcasnya agak baik, dan ia berfungsi sama seperti nikel-kadmium dalam nyahcas. Voltan bateri tinggi 3.6 volt membolehkan reka bentuk pek bateri menggunakan hanya satu sel. Kebanyakan telefon bimbit hari ini berjalan pada satu bateri. Pek berasaskan nikel memerlukan tiga sel 1.2-volt yang disambungkan secara bersiri.
Bateri litium-ion ialah bateri penyelenggaraan yang rendah, kelebihan yang tidak dapat dituntut oleh kebanyakan bahan kimia lain. Tiada memori dan tiada kayuhan berjadual diperlukan untuk memanjangkan hayat bateri. Di samping itu, pelepasan diri adalah kurang daripada separuh berbanding dengan nikel-kadmium, menjadikan litium-ion sangat sesuai untuk aplikasi tolok bahan api moden. Sel litium-ion menyebabkan sedikit kemudaratan apabila dilupuskan.
Walaupun kelebihan keseluruhan litium-ion, ia mempunyai kelemahannya. Ia rapuh dan memerlukan litar perlindungan untuk mengekalkan operasi yang selamat. Dibina dalam setiap pek, litar perlindungan mengehadkan voltan puncak setiap sel semasa pengecasan dan menghalang voltan sel daripada jatuh terlalu rendah semasa nyahcas. Selain itu, litar pelindung memantau suhu bateri untuk mengelakkan keterlaluan. Kebanyakan pek dinilai pada 1C hingga 2C, dengan 1C adalah sama dengan kapasiti undian bateri dalam satu jam. Perlindungan sedemikian menambah kos pengeluaran.
Penuaan adalah kebimbangan bagi kebanyakan bateri litium-ion dan banyak pengeluar tetap berdiam diri mengenai isu ini. Selepas satu tahun, bateri kehilangan kira-kira 20 peratus kapasitinya setiap tahun tanpa mengira sama ada bateri digunakan atau tidak. Penuaan berlaku lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Penyimpanan di tempat yang sejuk melambatkan proses penuaan litium-ion (dan bahan kimia lain). Pengilang mengesyorkan penyimpanan pada 15 darjah (59 darjah F). Di samping itu, bateri harus dicas separa semasa penyimpanan, dengan nilai caj yang disyorkan sebanyak 40 peratus.
Untuk ketumpatan kos berbanding tenaga, sel litium-ion silinder 18650 ialah bateri yang paling menjimatkan dan digunakan untuk pengkomputeran mudah alih dan aplikasi lain yang tidak memerlukan geometri ultra-nipis. Untuk geometri yang lebih nipis, ion litium prismatik menawarkan kompromi terbaik antara nisbah kos kepada tenaga dan faktor bentuk.
Kelebihan
- Ketumpatan tenaga tinggi - berpotensi untuk kapasiti yang lebih tinggi.
- Tidak memerlukan penyebuan berpanjangan apabila baru. Satu caj biasa sahaja yang diperlukan.
- Nyahcas sendiri yang agak rendah - nyahcas sendiri adalah kurang daripada separuh daripada bateri berasaskan nikel.
- Penyelenggaraan Rendah - tiada pelepasan berkala diperlukan; tiada ingatan.
- Sel khusus boleh memberikan arus yang sangat tinggi kepada aplikasi seperti alat kuasa.
Had
- Memerlukan litar perlindungan untuk mengekalkan voltan dan arus dalam had yang selamat.
- Tertakluk kepada penuaan, walaupun tidak digunakan - penyimpanan di tempat yang sejuk dengan cas 40% mengurangkan kesan penuaan.
- Sekatan pengangkutan - penghantaran dalam kuantiti yang lebih besar mungkin tertakluk kepada kawalan kawal selia. Sekatan ini tidak terpakai pada bateri bawaan peribadi.
- Mahal untuk dikeluarkan - kira-kira 40 peratus lebih tinggi dalam kos daripada nikel-kadmium.
- Tidak matang sepenuhnya - logam dan bahan kimia berubah secara berterusan.
