แบตเตอรี่ลิเธียมมีหลายประเภท โดยหลักๆ แล้วมีดังนี้:
1, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li-ion): ปัจจุบันนี้เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทที่แพร่หลายและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยมีความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และอัตราการคายประจุเองต่ำ วัสดุแคโทดของมันมีความหลากหลาย เช่น ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และวัสดุแบบไตรภาค และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป และกล้องดิจิตอล
2, แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ (Li-polymer): นี่คือแบตเตอรี่ลิเธียมชนิดใหม่ที่ค่อนข้างเปรียบเทียบซึ่งใช้โพลีเมอร์เป็นอิเล็กโทรไลต์ นำไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและฟอร์มแฟคเตอร์ที่บางและเบากว่า เนื่องจากความเสถียรของวัสดุโพลีเมอร์ แบตเตอรี่ประเภทนี้ยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่เหนือกว่า และมักใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น แท็บเล็ต โดรน และสมาร์ทวอทช์
3, แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4): หรือเรียกอีกอย่างว่าแบตเตอรี่ LFP ซึ่งมีลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทดซึ่งให้ประสิทธิภาพความปลอดภัยสูงมากและมีอายุการใช้งานยาวนาน แบตเตอรี่ประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฟฟ้าและระบบกักเก็บพลังงาน
4 ประเภทพิเศษอื่นๆ: ตัวอย่าง ได้แก่ แบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนต ซึ่งใช้ลิเธียมไททาเนตเป็นวัสดุแอโนด ให้การชาร์จที่รวดเร็ว อายุการใช้งานยาวนาน และลักษณะความปลอดภัยสูง ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ลิเธียม-อากาศจะผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมกับออกซิเจน ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูงมาก แต่ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา
แบตเตอรี่ลิเธียมแต่ละประเภทมีข้อดีที่แตกต่างกันและการใช้งานที่เหมาะสม จึงต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมตามข้อกำหนดเฉพาะระหว่างการเลือก