À la fin du XXe siècle, le lithium est devenu un composant important des électrolytes et des électrodes de batteries, en raison de son potentiel d'électrode élevé. En raison de sa faible masse atomique, il présente un rapport charge et puissance/poids élevé. Une batterie lithium-ion typique peut générer environ 3,0 volts par cellule, contre 2,1 volts pour le plomb-acide et 1,5 volt pour le zinc-carbone. Les batteries lithium-ion, qui sont rechargeables et ont une densité énergétique élevée, diffèrent des batteries au lithium, qui sont des batteries jetables (primaires) dont l'anode est constituée de lithium ou de ses composés. Parmi les autres batteries rechargeables qui utilisent le lithium, citons la batterie lithium-ion polymère, la batterie lithium-phosphate de fer et la batterie à nanofils.Enfin, les batteries au lithium sont largement utilisées dans les appareils électroniques portables grand public. Le terme "batterie au lithium" fait référence à une famille de différentes chimies lithium-métal, comprenant de nombreux types de cathodes et d'électrolytes, mais toutes avec du lithium métallique comme anode. La batterie nécessite de 0,15 à 0,3 kg de lithium par kWh.