Bateriile cu litiu sunt împărțite în baterii cu litiu și baterii cu litiu-ion. Produsele 3C folosesc de fapt baterii litiu-ion, cunoscute în mod obișnuit ca baterii cu litiu. Cu toate acestea, bateriile cu litiu reale sunt rareori utilizate în produsele electronice de zi cu zi din cauza riscului ridicat al acestora. Bateriile cu litiu sunt baterii fabricate din metal litiu sau aliaj de litiu ca materiale pentru electrozi negativi și folosesc soluții de electroliți neapoase. Energia lor specifică este extrem de mare, dar există pericole pentru siguranță. Materialul electrodului pozitiv al unei baterii cu litiu este dioxid de mangan sau clorură de tionil, iar materialul electrodului negativ este litiu. După finalizarea ansamblului bateriei, bateria are tensiune și nu trebuie încărcată. Acest tip de baterie poate fi de fapt încărcat, dar performanța sa de ciclism nu este bună. În timpul ciclului de încărcare și descărcare, dendritele de litiu se formează ușor, provocând scurtcircuite interne în baterie. Prin urmare, încărcarea este în general interzisă. Bateriile cu ioni de litiu se bazează în principal pe mișcarea ionilor de litiu între electrozii pozitivi și negativi pentru funcționare: în timpul încărcării, Li + este îndepărtat din electrodul pozitiv și încorporat în electrodul negativ prin electrolit, rezultând o stare bogată în litiu a electrodului negativ; La descărcare, este adevărat opusul. Bateriile folosesc în general materiale care conțin litiu drept electrozi, care sunt reprezentative pentru bateriile moderne de înaltă performanță. Avantajele bateriilor litiu-ion sunt tensiune înaltă, densitate mare de energie, ciclu lung de viață, descărcare automată mică și încărcare rapidă. Dezavantajele sunt costul ridicat, îmbătrânirea ușoară și rata scăzută de recuperare. În prezent, acestea sunt utilizate în principal în produse electronice precum telefoanele mobile și laptopurile.

Materialele catodice comune includ în prezent oxid de litiu cobalt (LCO), oxid de litiu mangan (LMO), fosfat de litiu fier (LFP) și materiale ternare. Oxidul de litiu cobalt este primul material de electrod pozitiv disponibil comercial, cu tensiune înaltă, densitate mare de compactare, structură stabilă și siguranță bună, dar cost ridicat și capacitate scăzută. Oxidul de litiu mangan are un cost scăzut și o tensiune ridicată, dar performanța sa de ciclism este slabă și capacitatea sa este, de asemenea, scăzută. Capacitatea și costul materialelor ternare variază în funcție de conținutul de nichel cobalt mangan (în plus față de NCA), iar densitatea totală a energiei este mai mare decât cea a fosfatului de litiu fier și a oxidului de litiu cobalt. Fosfatul de fier de litiu are costuri reduse, performanțe bune de ciclism și siguranță bună, dar cu o platformă de tensiune mai mică și o densitate de compactare mai mică, rezultând o densitate generală de energie mai mică. În prezent, sectorul energetic este compus în principal din fier ternar și litiu, în timp ce sectorul de consum are mai mult oxid de litiu-cobalt.