Lithium-iontová baterie (někdy Li-ion baterie nebo LIB) je členem rodiny typů dobíjecích baterií, ve kterých se ionty lithia pohybují ze záporné elektrody na kladnou elektrodu během vybíjení a zpět při nabíjení. Li-ion baterie používají jako materiál elektrody interkalovanou lithiovou sloučeninu ve srovnání s kovovým lithiem používaným v nenabíjecí lithiové baterii.
Lithium-iontové baterie jsou běžné ve spotřební elektronice. Jsou jedním z nejoblíbenějších typů dobíjecích baterií pro přenosnou elektroniku, s jednou z nejlepších hustot energie, bez paměťového efektu a pouze s pomalou ztrátou nabití, když se nepoužívají. Kromě spotřební elektroniky roste popularita LIB také pro vojenské aplikace, elektrická vozidla a letecký průmysl. Výzkum přináší řadu vylepšení tradiční technologie LIB se zaměřením na hustotu energie, trvanlivost, cenu a vnitřní bezpečnost.
Chemie, výkon, cena a bezpečnostní charakteristiky se u různých typů LIB liší. Ruční elektronika většinou používá LIB na bázi oxidu lithného a kobaltnatého (LiCoO2), který nabízí vysokou hustotu energie, ale má dobře známé bezpečnostní problémy, zejména při poškození. Fosforečnan lithný (LFP), oxid lithný a manganový (LMO) a oxid lithno-nikl-mangan-kobaltnatý (NMC) nabízejí nižší hustotu energie, ale delší životnost a vlastní bezpečnost. Tyto chemikálie jsou široce používány pro elektrické nástroje, lékařské vybavení a další role. Zejména NMC je předním uchazečem o automobilové aplikace. Lithium-nikel-kobaltoxid hlinitý (NCA) a titaničitan lithný (LTO) jsou speciální konstrukce zaměřené na konkrétní vedlejší role.