باتری های لیتیوم باتری های اولیه هستند که به عنوان یک آند، لیتیوم دارند.از این نوع باتری ها همچنین به عنوان باتری لیتیوم فلزی یاد می شود.
آنها در تراکم شارژ باتری (عمر طولانی) و هزینه بالای هر واحد،متفاوت از سایر باتری ها هستند. با توجه به طراحی و ترکیبات شیمیایی مورد استفاده، سلول های لیتیوم می توانند ولتاژ های ۱٫۵ ولت (درمقایسه با باتری های روی کربن یا قلیایی) را به حدود ۳٫۷ ولت ارتقا دهند.
باتری لیتیوم اولیه یکبار مصرف باید از یون ثانویه لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم و پلیمر لیتیوم که در باتری قابل شارژ وجود دارند، متمایز باشد. لیتیوم بسیار مفید است، زیرا یون های آن می توانند با استفاده از یک ترکیب لیتیوم به عنوان ماده کاتد، بین کاتد و آند ولی بدون استفاده از فلز لیتیوم به عنوان آند حرکت کنند.
لیتیوم خالص فورا با آب و حتی رطوبت هوا واکنش نشان می دهد. لیتیوم در باتری های یون لیتیوم در یک ترکیب با واکنش پذیری کمتر است.
باتری لیتیوم به طور گسترده ای در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مصرف کننده و در وسایل نقلیه الکتریکی از وسایل نقلیه کامل به اسباب بازی های رادیویی استفاده می شود.
اصطلاح “باتری لیتیوم” به خانواده ای متشکل از انواع شیمیایی دارای فلز لیتیوم اشاره دارد که شامل بسیاری از انواع کاتد و الکترولیت می باشد که در همه ی آن ها فلز لیتیوم به عنوان آند است. باتری نیاز به ۰٫۱۵ تا ۰٫۳ کیلوگرم لیتیوم در هر کیلووات ساعت دارد.
رایج ترین نوع سلول لیتیوم مورد استفاده در کاربردهای مصرفی با استفاده از لیتیوم فلزی به عنوان آند و دی اکسید منگنز به عنوان کاتد به همراه یک نمک لیتیوم حل شده در یک حلال آلی است.
نوع دیگری از سلول لیتیوم با تراکم انرژی بالا، سلول لیتیم تینیل کلرید است. باتری Adam Heller در سال ۱۹۷۳ توسط او به بازار عرضه شد،نوعی باتری لیتیوم تونیل کلرید است که به بازار مصرف کننده فروخته نمی شود و بیشتر استفاده های آن در مصارف تجاری / صنعتی است.
باتری های لیتیوم می توانند به جای سلول های قلیایی معمولی در بسیاری از دستگاه ها مانند ساعت ها و دوربین ها استفاده شوند. گرچه هزینه های بالاتری دارند، سلول های لیتیوم عمر بیشتری دارند،اما جایگزینی باتری ها را به حداقل می رسانند. با این حال، قبل از استفاده از آنها به عنوان جایگزین در دستگاه هایی که معمولا از سلول های معمولی روی استفاده می کنند، باید توجه بیشتری به ولتاژ بالاتر سلول های لیتیومی داشت.
باتری های لیتیوم در oceanographic applications ارزشمند هستند. در حالی که باتری های لیتیوم به میزان قابل توجهی نسبت به بسته های oceanographic استاندارد گران تر هستند،اما ظرفیت بسته های آلکالاین آنها تا سه برابر ارتقا می یابد. هزینه بالای خدمات ابزار سنجش oceanographic دوردست (معمولا توسط کشتی ها) اغلب این هزینه های بالا را توجیه می کند.
باتری های لیتیوم کوچک معمولا در دستگاه های الکترونیکی کوچک قابل حمل مانند PDA ها، ساعت ها، دوربین های فیلمبرداری، دوربین های دیجیتال، دماسنج، ماشین حساب، BIOS شخصی (سیستم عامل)، تجهیزات ارتباطی و قفل های اتومبیل از راه دور استفاده می شود. آنها در اشکال و اندازه های مختلف موجود می باشند و انواع مختلفی از نوع منگنز ۳ ولت “سکه ای ” هستند که عموما ۲۰ میلی متر قطر و ۱٫۶-۴ میلی متر ضخامت دارند.
خواص الکتریکی سنگین بسیاری از این دستگاه ها باتری های لیتیوم را به یک گزینه جذاب تبدیل می کنند. به طور خاص، باتری های لیتیوم به راحتی می توانند از نیازهای کوتاه مدت و سنگین دستگاه مانند دوربین های دیجیتال پشتیبانی کنند و ولتاژ بالاتر را برای مدت طولانی تر از سلول های قلیایی حفظ کنند.
باتری های لیتیوم اولیه ۲۸ درصد از کل فروش باتری اصلی در ژاپن را تشکیل می دهند، اما تنها ۱ درصد کل فروش باتری در سوئیس است. در اتحادیه اروپا تنها ۰٫۵٪ از فروش تمام باتری از جمله انواع ثانویه، اولیه لیتیوم است.
در صنعت به منظور افزایش ظرفیت باتری برخی کامپیوترها قابلیت سنجش محدودیت های حساس اجزاء مانند جداسازی غشا، پلی اتیلن یا پلی پروپیلن که ضخامت آن فقط ۲۰ تا ۲۵ میکرو متر است را آزمایش کنند. تراکم انرژی باتری های لیتیوم از زمان معرفی آنها در سال ۱۹۹۱ بیش از دو برابر شده است. هنگامی که باتری ساخته شده حاوی مواد بیشتری است، جداکننده می تواند تحت فشار قرار بگیرد.
باتری لیتیوم می تواند جریان بسیار بالایی داشته باشد و در هنگام اتصال کوتاه می تواند بسیار سریع عمل کند. اگر چه در برنامه های کاربردی که در آن جریان های بالا مورد نیاز است مفید است اما دشارژ بیش از حد سریع از یک باتری لیتیوم می تواند باعث بروز پارگی و حتی انفجار شود. باتری های لیتیوم تونیل کلرید به خصوص نسبت به این نوع تخلیه حساس تر هستند. باتری های مصرفی معمولا از حفاظت بیش از حد یا حفاظت حرارتی یا تهویه برای جلوگیری از انفجار استفاده می کنند.