لتطوير بطاريات أيون الليثيوم-الأداء العالي-، قام الباحثون بدراسة مواد مختلفة، مما أدى إلى إنشاء منتجات غير مسبوقة. على سبيل المثال، بطاريات الليثيوم-أيون ثاني أكسيد الكبريت وبطاريات الليثيوم-أيون كلوريد ثيونيل فريدة تمامًا. المادة النشطة للقطب الموجب هي أيضًا مذيب المنحل بالكهرباء. يظهر هذا الهيكل فقط في-الأنظمة الكهروكيميائية غير المائية. لذلك، ساهمت الأبحاث المتعلقة ببطاريات الليثيوم أيضًا في تطوير النظرية الكهروكيميائية للأنظمة غير المائية. إلى جانب استخدام العديد من المذيبات غير المائية، تم أيضًا إجراء أبحاث على بطاريات البوليمر ذات الأغشية الرقيقة-.
تُستخدم بطاريات الليثيوم-أيون على نطاق واسع في أنظمة تخزين الطاقة مثل الطاقة الكهرومائية، والطاقة الحرارية، وطاقة الرياح، ومحطات الطاقة الشمسية؛ إمدادات الطاقة غير المنقطعة للاتصالات السلكية واللاسلكية؛ وفي الأدوات الكهربائية والدراجات الكهربائية والدراجات النارية الكهربائية والسيارات الكهربائية والمعدات العسكرية والفضاء والعديد من المجالات الأخرى.
تم استخدام بطاريات الليثيوم-أيون، بما تتمتع به من مزايا فريدة من نوعها في الأداء، على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، والكاميرات، وأجهزة الاتصالات المحمولة. بدأ استخدام بطاريات أيون الليثيوم-عالية السعة- بشكل تجريبي في السيارات الكهربائية ومن المتوقع أن تصبح أحد مصادر الطاقة الرئيسية للسيارات الكهربائية في القرن الحادي والعشرين، مع تطبيقات أيضًا في الأقمار الصناعية والفضاء وتخزين الطاقة. ويرجع ذلك إلى ندرة الطاقة والضغوط البيئية العالمية. تستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع في صناعة السيارات الكهربائية، خاصة مع ظهور بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد، مما عزز تطوير وتطبيق صناعة بطاريات الليثيوم.