Le batterie al litio si dividono in batterie al litio e batterie agli ioni di litio. I prodotti 3C utilizzano in realtà batterie agli ioni di litio, comunemente note come batterie al litio. Tuttavia, le vere batterie al litio sono raramente utilizzate nei prodotti elettronici quotidiani a causa del loro elevato rischio. Le batterie al litio sono batterie realizzate in metallo di litio o lega di litio come materiali dell'elettrodo negativo e utilizzano soluzioni elettrolitiche non acquose. La loro energia specifica è estremamente elevata, ma ci sono rischi per la sicurezza. Il materiale dell'elettrodo positivo di una batteria al litio è biossido di manganese o cloruro di tionile e il materiale dell'elettrodo negativo è litio. Dopo aver completato l'assemblaggio della batteria, la batteria ha tensione e non ha bisogno di essere caricata. Questo tipo di batteria può effettivamente essere caricato, ma le sue prestazioni di ciclo non sono buone. Durante il ciclo di carica e scarica, si formano facilmente dendriti di litio, causando cortocircuiti interni nella batteria. Pertanto, la carica è generalmente vietata. Le batterie agli ioni di litio si basano principalmente sul movimento degli ioni di litio tra gli elettrodi positivo e negativo per il funzionamento: durante la carica, Li+ viene rimosso dall'elettrodo positivo e incorporato nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita, con conseguente stato ricco di litio dell'elettrodo negativo; durante la scarica, avviene il contrario. Le batterie generalmente utilizzano materiali contenenti litio come elettrodi, che sono rappresentativi delle moderne batterie ad alte prestazioni. I vantaggi delle batterie agli ioni di litio sono alta tensione, alta densità di energia, lunga durata del ciclo, piccola autoscarica e ricarica rapida. Gli svantaggi sono costi elevati, facile invecchiamento e basso tasso di recupero. Attualmente, sono utilizzate principalmente in prodotti elettronici come telefoni cellulari e laptop.

I materiali catodici comuni attualmente includono ossido di litio cobalto (LCO), ossido di litio manganese (LMO), fosfato di ferro e litio (LFP) e materiali ternari. L'ossido di litio cobalto è il primo materiale per elettrodi positivi disponibile in commercio, con alta tensione, alta densità di compattazione, struttura stabile e buona sicurezza, ma costo elevato e bassa capacità. L'ossido di litio manganese ha basso costo e alta tensione, ma le sue prestazioni di ciclaggio sono scarse e anche la sua capacità è bassa. La capacità e il costo dei materiali ternari variano a seconda del contenuto di nichel cobalto manganese (oltre a NCA) e la densità energetica complessiva è superiore a quella del fosfato di ferro e litio e dell'ossido di litio cobalto. Il fosfato di ferro e litio ha basso costo, buone prestazioni di ciclaggio e buona sicurezza, ma con una piattaforma di tensione inferiore e una densità di compattazione inferiore, con conseguente densità energetica complessiva inferiore. Attualmente, il settore energetico è composto principalmente da ternario e ferro e litio, mentre il settore dei consumatori ha più ossido di litio e cobalto.