แบตเตอรี่ลิเธียมเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่ทำจากโลหะลิเธียมหรือโลหะผสมลิเธียมเป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวก/ลบ โดยใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีน้ำ ในปี 1912 มีการเสนอและศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลเป็นครั้งแรกโดย Gilbert N. Lewis ในปี 1970 MS Whittingham ได้เสนอและเริ่มศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของโลหะลิเธียมมีความว่องไวมาก การแปรรูป การเก็บรักษา และการใช้โลหะลิเธียมจึงมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่สูงมาก ด้วยการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แบตเตอรี่ลิเธียมได้กลายเป็นกระแสหลัก
แบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทอย่างคร่าว ๆ ได้แก่ แบตเตอรี่โลหะลิเธียมและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีลิเธียมโลหะและสามารถชาร์จใหม่ได้ แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้รุ่นที่ 5 หรือแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัล ถือกำเนิดขึ้นในปี 1996 และความปลอดภัย ความจุเฉพาะ อัตราการคายประจุเอง และอัตราส่วนประสิทธิภาพต่อราคานั้นดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากความต้องการทางเทคนิคที่สูงของตัวมันเอง มีเพียงไม่กี่บริษัทในประเทศเท่านั้นที่ผลิตแบตเตอรี่โลหะลิเธียมนี้