Zbog svoje velike gustine energije, visoke specifične energije i snage, litijumske baterije se smatraju najperspektivnijim baterijama za skladištenje energije EV. Osim toga, litijumske baterije nemaju memoriju i ne sadrže štetne materije kao što su živa i olovo. Međutim, ovaj tip baterija je relativno skup; Sigurnosna zaštita i sistem za balansiranje baterije su potrebni kako bi se osigurao dosljedan učinak baterije pri istom naponu i nivou baterije.
Litijumske baterije imaju kategoriju posebno dizajniranu za visoko{0}}primenu u okolini na visokim temperaturama, osim za natrijum{1}} baterije, litijum aluminijum gvožđe (litijum aluminijum FES) i litijum aluminijum gvožđe (litijum aluminijum FeS2) su litijumske baterije sa visokim{3}}temperaturama, koje imaju najveći kapacitet litijumske baterije među svim. Međutim, ovaj tip litijumske baterije ima kratak vijek trajanja, zahtijeva upravljanje toplinom i može uzrokovati značajan gubitak energije zbog potrebe održavanja radne temperature. Opseg radne temperature litijum-sumpornih baterija je 375-500 stepeni. Visokotemperaturna litijum-sumporna baterija -sastoji se od legure litijum aluminijuma kao anode, gvozdenog sulfida kao katode i rastopljenog litijum hlorida kalijum hlorida kao elektrolita i separatora. U ovim baterijama litijum Al legure se koriste za kontrolu aktivnosti litijuma, a željezni sulfidi se koriste za sprječavanje korozije željeza.
Druge litijumske baterije koje normalno rade na ambijentalnim temperaturama su uglavnom litijum-polimerske baterije i litijum{0}}ionske baterije koje se koriste u aplikacijama električnih vozila. Razlika između polimernih i litijum{2}}jonskih baterija je u tome što prva koristi metalni litijum kao reaktor, dok druga nema metalni litijum u sistemu. Litijum-polimerske baterije su pogodne za različite oblike proizvodnje i pokazuju čvrstinu i pouzdanost. Međutim, njihova provodljivost i gustina snage su relativno niske.
Zbog svoje male veličine, male težine i potencijala, litijum{0}}jonske baterije su veoma popularne u skladištenju energije i prenosivim električnim i elektronskim proizvodima. Litijum-jonske baterije imaju visoku gustinu energije, veliku gustinu snage od 500 do 2000 W/kg, nisko samopražnjenje i dug životni vek. Međutim, na životni ciklus litijum{5}}jonskih baterija značajno utiče temperatura i može biti ugrožen u slučaju dubokog pražnjenja. Prema kontinuiranoj upotrebi materijala pozitivnih elektroda, litijum{7}}ionske baterije su klasifikovane u tri tipa: litijum-mangan-oksid (LiMn2O4), litijum-gvožđe-fosfat (LiFePO4), nikl-mangan-kobalt-oksid (LiNiMnCoO2), litijum-nikl-kobalt-oksid (LiAlNikl-kobalt-2) i (Li4Ti5O12) baterije.
