Λόγω της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της υψηλής ειδικής ενέργειας και ισχύος, οι SB λιθίου θεωρούνται οι πιο υποσχόμενες μπαταρίες για αποθήκευση ενέργειας EV. Επιπλέον, οι μπαταρίες λιθίου δεν έχουν μνήμη και είναι απαλλαγμένες από επιβλαβείς ουσίες όπως ο υδράργυρος και ο μόλυβδος. Ωστόσο, αυτός ο τύπος μπαταρίας είναι σχετικά ακριβός. Απαιτείται ένα σύστημα προστασίας ασφαλείας και εξισορρόπησης μπαταρίας για να διασφαλιστεί η σταθερή απόδοση της μπαταρίας στην ίδια τάση και επίπεδο μπαταρίας.
Οι μπαταρίες λιθίου έχουν μια κατηγορία ειδικά σχεδιασμένη για περιβαλλοντικές εφαρμογές υψηλής-θερμοκρασίας, εκτός από τις μπαταρίες νατρίου-. Ωστόσο, αυτός ο τύπος μπαταρίας λιθίου έχει μικρή διάρκεια ζωής, απαιτεί θερμική διαχείριση και μπορεί να προκαλέσει σημαντική απώλεια ενέργειας λόγω της ανάγκης διατήρησης της θερμοκρασίας λειτουργίας. Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας των μπαταριών θείου λιθίου είναι 375-500 μοίρες. Η μπαταρία λιθίου-θείου υψηλής θερμοκρασίας αποτελείται από κράμα αλουμινίου λιθίου ως άνοδο, θειούχο σίδηρο ως κάθοδο και λιωμένο χλωριούχο λίθιο χλωριούχο κάλιο ως ηλεκτρολύτη και διαχωριστή. Σε αυτές τις μπαταρίες, τα κράματα λιθίου Al χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της δραστηριότητας του λιθίου και τα σουλφίδια του σιδήρου για την πρόληψη της διάβρωσης του σιδήρου.
Άλλες μπαταρίες λιθίου που λειτουργούν κανονικά σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος είναι κυρίως μπαταρίες πολυμερούς λιθίου και μπαταρίες ιόντων λιθίου- που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές ηλεκτρικών οχημάτων. Η διαφορά μεταξύ των μπαταριών πολυμερούς και ιόντων λιθίου-είναι ότι η πρώτη χρησιμοποιεί μέταλλο λίθιο ως αντιδραστήρα, ενώ η δεύτερη δεν έχει μέταλλο λιθίου στο σύστημα. Οι μπαταρίες πολυμερούς λιθίου είναι κατάλληλες για διάφορα σχήματα κατασκευής και παρουσιάζουν σκληρότητα και αξιοπιστία. Ωστόσο, η αγωγιμότητα και η πυκνότητα ισχύος τους είναι σχετικά φτωχές.
Λόγω του μικρού μεγέθους, του μικρού βάρους και των δυνατοτήτων τους, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-είναι πολύ δημοφιλείς στην αποθήκευση ενέργειας και στα φορητά ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά προϊόντα. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, υψηλή πυκνότητα ισχύος 500 έως 2000 W/kg, χαμηλή αυτοεκφόρτιση και μεγάλη διάρκεια ζωής. Ωστόσο, ο κύκλος ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου- επηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία και μπορεί να τεθεί σε κίνδυνο σε περίπτωση βαθιάς εκφόρτισης. Σύμφωνα με τη συνεχή χρήση υλικών θετικών ηλεκτροδίων, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου ταξινομούνται σε τρεις τύπους: οξείδιο λιθίου μαγγανίου (LiMn2O4), φωσφορικό σίδηρο λιθίου (LiFePO4), οξείδιο νικελίου μαγγανίου κοβαλτίου (LiNiMnCoO2), νικέλιο νικέλιο λιθίου κοβάλτιο Αλουμίνιο (LiMn2O2) μπαταρίες τιτανικού (Li4Ti5O12).
