लिथियम-आयन बैटरी (कभी-कभी ली-आयन बैटरी या एलआईबी) रिचार्जेबल बैटरी प्रकार के परिवार का एक सदस्य है जिसमें लिथियम आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड से डिस्चार्ज के दौरान सकारात्मक इलेक्ट्रोड में चले जाते हैं, और चार्ज करते समय वापस आ जाते हैं। गैर-रिचार्जेबल लिथियम बैटरी में प्रयुक्त धातु लिथियम की तुलना में ली-आयन बैटरी इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में एक इंटरकलेटेड लिथियम यौगिक का उपयोग करती है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में लिथियम-आयन बैटरी आम हैं। वे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सबसे लोकप्रिय प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी में से एक हैं, जिसमें सबसे अच्छी ऊर्जा घनत्व, कोई स्मृति प्रभाव नहीं है, और उपयोग में नहीं होने पर केवल धीमी गति से चार्ज होता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से परे, एलआईबी सैन्य, इलेक्ट्रिक वाहन और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए भी लोकप्रियता में बढ़ रहे हैं। अनुसंधान ऊर्जा घनत्व, स्थायित्व, लागत और आंतरिक सुरक्षा पर ध्यान केंद्रित करते हुए पारंपरिक एलआईबी प्रौद्योगिकी में सुधार की एक धारा प्रदान कर रहा है।
रसायन विज्ञान, प्रदर्शन, लागत और सुरक्षा विशेषताएँ LIB प्रकारों में भिन्न होती हैं। हैंडहेल्ड इलेक्ट्रॉनिक्स ज्यादातर लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO2) पर आधारित LIB का उपयोग करते हैं, जो उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है, लेकिन विशेष रूप से क्षतिग्रस्त होने पर प्रसिद्ध सुरक्षा चिंताएं हैं। लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी), लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड (एलएमओ) और लिथियम निकल मैंगनीज कोबाल्ट ऑक्साइड (एनएमसी) कम ऊर्जा घनत्व प्रदान करते हैं, लेकिन लंबे समय तक जीवन और अंतर्निहित सुरक्षा प्रदान करते हैं। इन केमिस्ट्री का व्यापक रूप से विद्युत उपकरण, चिकित्सा उपकरण और अन्य भूमिकाओं के लिए उपयोग किया जा रहा है। एनएमसी विशेष रूप से ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख दावेदार है। लिथियम निकल कोबाल्ट एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एनसीए) और लिथियम टाइटेनेट (एलटीओ) विशेष विशिष्ट भूमिकाओं के उद्देश्य से विशेष डिजाइन हैं।