تم تطوير بطاريات الليثيوم لأول مرة في عام 1912 ، ولكن الأمر استغرق حتى السبعينيات حتى تصبح الإصدارات غير القابلة لإعادة الشحن متاحة تجاريًا. كان من الصعب تطوير بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة ، ولكن في عام 1991 ، تم تسويق أول بطارية ليثيوم أيون بواسطة شركة سوني. تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على ضعف كثافة الطاقة لبطاريات النيكل والكادميوم القياسية ، وهي منخفضة الصيانة ، ولها جهد خلوي عالٍ ، مما يسمح بتصميمات أصغر لحزم البطاريات. ومع ذلك ، فهي تتطلب دائرة حماية لمنع الشحن الزائد ، ولها تيارات شحن وتفريغ محدودة.

يمكن أن تتعرض بطاريات الليثيوم أيون لتدهور القدرات بعد عام واحد ، وغالبًا ما تفشل بعد عامين أو ثلاثة أعوام من الاستخدام. يمكن أن تعاني أيضًا مواد كيميائية أخرى ، مثل هيدريد معدن النيكل ، من تأثيرات تنكسية مرتبطة بالعمر. ومع ذلك ، فمن المعروف أن بطاريات الليثيوم أيون تدوم لمدة تصل إلى خمس سنوات في بعض التطبيقات. يعمل المصنعون باستمرار على تحسين بطاريات الليثيوم أيون بتركيبات كيميائية جديدة ، مما يجعل من الصعب التنبؤ بمدى عمر البطاريات المعدلة. لإبطاء عملية التقادم ، يجب تخزين بطاريات الليثيوم أيون في مكان بارد بنسبة شحن تبلغ 40٪. بطارية الليثيوم أيون الأكثر فعالية من حيث التكلفة هي الأسطوانية 18650 ، في حين أن خلية الليثيوم أيون المنشورية هي الأفضل للحزم النحيفة ، على الرغم من كونها باهظة الثمن.

تخلق حركة أيونات الليثيوم إلكترونات حرة في الأنود مما يخلق شحنة في مجمع التيار الموجب. يتدفق التيار الكهربائي بعد ذلك من المجمع الحالي عبر جهاز يتم تشغيله (هاتف خلوي ، كمبيوتر ، إلخ) إلى مجمع التيار السالب.