Baterai lithium-ion (kadang-kadang baterai Li-ion atau LIB) adalah anggota keluarga jenis baterai isi ulang di mana ion lithium berpindah dari elektroda negatif ke elektroda positif selama pelepasan, dan kembali saat pengisian. Baterai li-ion menggunakan senyawa litium interkalasi sebagai bahan elektroda, dibandingkan dengan litium logam yang digunakan pada baterai litium yang tidak dapat diisi ulang.
Baterai lithium-ion yang umum di elektronik konsumen. Mereka adalah salah satu jenis baterai isi ulang yang paling populer untuk elektronik portabel, dengan salah satu kepadatan energi terbaik, tidak ada efek memori, dan hanya kehilangan daya yang lambat saat tidak digunakan. Di luar elektronik konsumen, LIB juga semakin populer untuk aplikasi militer, kendaraan listrik, dan kedirgantaraan. Penelitian menghasilkan aliran peningkatan teknologi LIB tradisional, dengan fokus pada kepadatan energi, daya tahan, biaya, dan keamanan intrinsik.
Karakteristik kimia, kinerja, biaya, dan keamanan bervariasi di berbagai jenis LIB. Elektronik genggam sebagian besar menggunakan LIB berdasarkan lithium cobalt oxide (LiCoO2), yang menawarkan kepadatan energi tinggi, tetapi memiliki masalah keamanan yang terkenal, terutama ketika rusak. Litium besi fosfat (LFP), litium mangan oksida (LMO) dan litium nikel mangan kobalt oksida (NMC) menawarkan kepadatan energi yang lebih rendah, tetapi masa pakai yang lebih lama dan keamanan yang melekat. Kimia ini banyak digunakan untuk peralatan listrik, peralatan medis, dan peran lainnya. NMC khususnya adalah pesaing utama untuk aplikasi otomotif. Lithium nikel kobalt aluminium oksida (NCA) dan lithium titanate (LTO) adalah desain khusus yang ditujukan untuk peran niche tertentu.