ตามวัสดุอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบ่งออกเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหลว (แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหลว เรียกว่า LIB) และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโพลีเมอร์ (ย่อมาจาก PLB)

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Li–ion)

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบรีชาร์จได้ในปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ดิจิทัลสมัยใหม่ เช่น โทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก แต่จะ “ส่งเสียงดัง” มากกว่า และไม่สามารถชาร์จเกินหรือชาร์จเกินระหว่างการใช้งานได้ (จะทำให้แบตเตอรี่เสียหายหรือทำให้แบตเตอรี่หมด เสีย) ดังนั้นจึงมีส่วนประกอบป้องกันหรือวงจรป้องกันบนแบตเตอรี่เพื่อป้องกันความเสียหายของแบตเตอรี่ที่มีราคาแพง ข้อกำหนดในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นสูงมาก เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายมีความแม่นยำไม่เกิน ± 1% ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่ได้พัฒนาไอซีสำหรับชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่หลากหลายเพื่อให้มั่นใจว่าชาร์จได้อย่างปลอดภัย เชื่อถือได้ และรวดเร็ว

โทรศัพท์มือถือโดยทั่วไปใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอย่างเหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญมากในการยืดอายุแบตเตอรี่ สามารถทำเป็นสี่เหลี่ยมแบน ทรงกระบอก สี่เหลี่ยม และปุ่มชนิดตามความต้องการของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ และมีชุดแบตเตอรี่ประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายชุดและขนานกัน แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปคือ 3.7V เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของวัสดุ และเป็น 3.2V สำหรับลิเธียมโซเดียมฟอสเฟต (ต่อไปนี้จะเรียกว่าเฟอร์โรฟอสฟอรัส) แรงดันไฟชาร์จสุดท้ายเมื่อชาร์จเต็มแล้วโดยทั่วไปคือ 4.2V และเฟอร์โรฟอสฟอรัสคือ 3.65V แรงดันไฟดิสชาร์จขั้นสุดท้ายของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ 2.75V～3.0V (โรงงานแบตเตอรี่ให้ช่วงแรงดันไฟในการทำงานหรือแรงดันไฟดิสชาร์จขั้นสุดท้าย พารามิเตอร์จะแตกต่างกันเล็กน้อย โดยทั่วไป 3.0V และเหล็กฟอสฟอรัส 2.5V) การคายประจุที่ต่ำกว่า 2.5V (เฟอร์โรฟอสฟอรัส 2.0V) อย่างต่อเนื่องเรียกว่าการคายประจุมากเกินไป และการคายประจุมากเกินไปจะทำให้แบตเตอรี่เสียหาย

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีวัสดุประเภทลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์เนื่องจากอิเล็กโทรดขั้วบวกไม่เหมาะสำหรับการคายประจุกระแสไฟสูง การปล่อยกระแสไฟที่มากเกินไปจะลดเวลาการคายประจุ (อุณหภูมิภายในที่สูงขึ้นและการสูญเสียพลังงาน) และอาจเป็นอันตรายได้ แต่ลิเธียมโซเดียมฟอสเฟต วัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถชาร์จและคายประจุด้วยกระแสไฟขนาดใหญ่ 20C หรือมากกว่า (C คือความจุของแบตเตอรี่เช่น C = 800mAh อัตราการชาร์จ 1C นั่นคือกระแสไฟชาร์จคือ 800mA ) ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ดังนั้นโรงงานผลิตแบตเตอรี่จึงให้กระแสไฟสูงสุดซึ่งควรน้อยกว่ากระแสไฟสูงสุดระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อกำหนดบางประการสำหรับอุณหภูมิ โรงงานมีช่วงอุณหภูมิการชาร์จ ช่วงอุณหภูมิการคายประจุ และช่วงอุณหภูมิในการจัดเก็บ การชาร์จด้วยแรงดันไฟเกินจะทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเสียหายอย่างถาวร กระแสไฟชาร์จของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนควรเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิตแบตเตอรี่ และควรใช้วงจรจำกัดกระแสเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไฟเกิน (ความร้อนสูงเกินไป) โดยทั่วไป อัตราการชาร์จคือ 0.25C~1C บ่อยครั้งจำเป็นต้องตรวจจับอุณหภูมิของแบตเตอรี่ในระหว่างการชาร์จด้วยกระแสไฟสูง เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปจากความเสียหายของแบตเตอรี่หรือทำให้เกิดการระเบิด

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: การชาร์จกระแสไฟคงที่ครั้งแรก และการเปลี่ยนเป็นการชาร์จด้วยแรงดันคงที่เมื่อใกล้กับแรงดันไฟฟ้าที่จุดปลาย ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ที่มีความจุ 800 mAh แรงดันการชาร์จสุดท้ายคือ 4.2V ชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟคงที่ 800mA (อัตราการชาร์จ 1C) ในตอนเริ่มต้น แรงดันแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นด้วยความชันที่มากขึ้น เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ใกล้ถึง 4.2V จะถูกเปลี่ยนเป็นการชาร์จแรงดันคงที่ 4.2V กระแสจะค่อยๆ ลดลงและแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย เมื่อกระแสไฟชาร์จลดลงเหลือ 1/10-50C (การตั้งค่าต่างๆ จากโรงงานไม่มีผลต่อการใช้งาน) ให้ถือว่าชาร์จใกล้เต็มแล้ว และสามารถยุติการชาร์จได้ (เครื่องชาร์จบางรุ่นเริ่มจับเวลาหลังจาก 1/10C หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งสิ้นสุดการชาร์จ)