Zaradi visoke energijske gostote, visoke specifične energije in moči veljajo litijeve SB za najbolj obetavne baterije za shranjevanje energije električnih vozil. Poleg tega litijeve baterije nimajo spomina in ne vsebujejo škodljivih snovi, kot sta živo srebro in svinec. Vendar je ta vrsta baterije razmeroma draga; Za zagotovitev dosledne učinkovitosti baterije pri enaki napetosti in ravni baterije sta potrebna varnostna zaščita in sistem za uravnoteženje baterije.
Litijeve baterije imajo kategorijo, ki je posebej zasnovana za visoko-temperaturne okoljske aplikacije, razen natrijevih- baterij, litij-aluminij-železo (litij-aluminij FES) in litij-aluminij-železo (litij-aluminij FeS2) so visoko{3}}temperaturne litijeve baterije, ki imajo največjo energijsko zmogljivost med vsemi litijevimi baterijami. Vendar ima ta vrsta litijeve baterije kratko življenjsko dobo, zahteva toplotno upravljanje in lahko povzroči znatno izgubo energije zaradi potrebe po vzdrževanju delovne temperature. Delovno temperaturno območje litijevih žveplovih baterij je 375-500 stopinj. Visoko{9}}temperaturna litij-žveplova baterija je sestavljena iz litijeve aluminijeve zlitine kot anode, železovega sulfida kot katode in staljenega litijevega klorida, kalijevega klorida kot elektrolita in separatorja. V teh baterijah se za nadzor aktivnosti litija uporabljajo litijeve Al zlitine, za preprečevanje korozije železa pa se uporabljajo železovi sulfidi.
Druge litijeve baterije, ki normalno delujejo pri temperaturah okolja, so predvsem litij-polimerne baterije in litij{0}}ionske baterije, ki se uporabljajo v električnih vozilih. Razlika med polimernimi in litij-ionskimi baterijami je v tem, da prve kot reaktor uporabljajo kovinski litij, druge pa v sistemu nimajo kovinskega litija. Litij-polimerne baterije so primerne za različne proizvodne oblike ter izkazujejo žilavost in zanesljivost. Vendar sta njihova prevodnost in gostota moči relativno slabi.
Zaradi svoje majhnosti, majhne teže in potenciala so litij{0}}ionske baterije zelo priljubljene pri shranjevanju energije ter prenosnih električnih in elektronskih izdelkih. Litij-ionske baterije imajo visoko energijsko gostoto, visoko gostoto moči od 500 do 2000 W/kg, nizko samopraznjenje in dolgo življenjsko dobo. Vendar pa na življenjski cikel litij-ionskih baterij močno vpliva temperatura in je lahko ogrožena v primeru globoke izpraznitve. Glede na stalno uporabo materialov pozitivnih elektrod so litij-ionske baterije razvrščene v tri vrste: litij-manganov oksid (LiMn2O4), litij-železov fosfat (LiFePO4), nikelj-mangan-kobaltov oksid (LiNiMnCoO2), litij-nikelj-kobalt-aluminijev oksid (LiNiCoAlO2) in litijev titanat (Li4Ti5O12) baterije.
