ლითიუმილითონის ანოდებს აქვთ უკიდურესად მაღალი თეორიული სპეციფიკური სიმძლავრე (3860 mA·bg) და ყველაზე დაბალი ელექტროქიმიური პოტენციალი (-3.040 V (SHE-სთან შედარებით), რაც მათ ითვლება "წმინდა გრაალის" ელექტროდად ბევრ ელექტროდულ მასალას შორის. ლითიუმის ლითონის ბატარეებს მიეკუთვნება ლითიუმის-გოგირდის და ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეები. ლითიუმის-გოგირდის ბატარეებს აქვთ ენერგიის სიმკვრივე დაახლოებით 2600 W·h/kg, ხოლო ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეებს აქვთ ენერგიის სიმკვრივე დაახლოებით 3500 W·h/kg, დაახლოებით 7 და 10-ჯერ აღემატება ჩვეულებრივ ლითიუმ{15}} იონურ ბატარეებს. ამიტომ, ლითიუმის ლითონის ბატარეები ითვლება ენერგიის შენახვის ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულ სისტემად და ახალი თაობის ბატარეის სისტემების საუკეთესო კანდიდატად, რაც მნიშვნელოვან ყურადღებას იპყრობს. თუმცა, ლითიუმის დენდრიტის პრობლემის გამო, ადრეული ლითიუმის ლითონის ბატარეები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ გარკვეულ სპეციალიზებულ სფეროებში და მათი კომერციალიზაცია გადაიდო.
დატენვის ლითიუმის ლითონის ბატარეები გამოიგონეს ჯერ კიდევ 1970-იან წლებში და ფართოდ გამოიყენებოდა საათებში, კალკულატორებში და სხვა ელექტრონულ მოწყობილობებში.
ლითიუმის ლითონის ბატარეები ფართოდ გამოიყენება ელექტრო მოწყობილობებში და პორტატულ სამედიცინო მოწყობილობებში. თუმცა, მათი კომერციალიზაცია შეფერხდა ლითიუმის ლითონის გარკვეული დეფექტების გამო. როგორც პერიოდული ცხრილის 1 ჯგუფის წევრს, ლითიუმის ატომებს აქვთ მხოლოდ ერთი ელექტრონი მათ გარე გარსში, რაც მათ ძლიერ ქიმიურად რეაქტიულს ხდის, რადგან ისინი ადვილად კარგავენ ამ ელექტრონს. ორგანულ ელექტროლიტთან შეხებისას, ლითიუმის ლითონი აყალიბებს ფილას, რომელსაც ეწოდება მყარი ელექტროლიტური ინტერფეისი (SEI). ამ ფილმის მთავარი ფუნქციაა ლითიუმის ლითონის იზოლირება ელექტროლიტიდან, რაც ხელს უშლის ლითიუმის შემდგომ კოროზიას. თუმცა, ლითიუმის ლითონის მნიშვნელოვანი მოცულობის ცვლილების გამო დატენვისა და განმუხტვის დროს, SEI ფილმი ხშირად იშლება. ღია ლითიუმის ლითონის ზედაპირი კვლავ რეაგირებს ელექტროლიტთან ახალი SEI ფილმის შესაქმნელად. ეს პროცესი არა მხოლოდ ხელს უწყობს ლითიუმის დენდრიტების ზრდას ბზარების გასწვრივ, არამედ შეიძლება შეაღწიოს გამყოფი ბატარეის შიგნით, რამაც გამოიწვიოს მოკლე ჩართვა. როდესაც ხდება მოკლე ჩართვა, დიდი რაოდენობით სითბო წარმოიქმნება ბატარეის შიგნით, რამაც ექსტრემალურ შემთხვევებში შეიძლება გამოიწვიოს წვა ან აფეთქება, რაც სერიოზულად იმოქმედებს ლითიუმის ლითონის ბატარეების უსაფრთხოების მუშაობასა და გაყიდვაზე. გარდა ამისა, ლითიუმის დენდრიტების რაოდენობის მატებასთან ერთად, ისინი უფრო მეტ შესაძლებლობებს უქმნიან ნეგატიურ ელექტროდს ელექტროლიტთან კონტაქტში, რითაც აჩქარებს გვერდითი რეაქციების სიჩქარეს. ეს შეუქცევადი პროცესები მოიხმარს ელექტროდის მასალებს და ელექტროლიტებს, ამცირებს ბატარეის ენერგიის სიმკვრივეს და კულუმბიურ ეფექტურობას. გახანგრძლივებული გამოყენების შემდეგ, ბევრი ლითიუმის დენდრიტი იხსნება ახლად წარმოქმნილ SEI ფენაში და არ შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს ნორმალურ ელექტროქიმიურ რეაქციებში; ამავდროულად, ლითიუმის დენდრიტები სუბსტრატის მახლობლად სწრაფად იშლება, რაც იწვევს "მკვდარ" ლითიუმს, რაც ნიშნავს, რომ ლითიუმის ეს ნაწილი ხდება ელექტროქიმიურად არააქტიური, რაც მნიშვნელოვნად ასუსტებს ბატარეის მთლიან მუშაობას. ბოლო 40 წლის განმავლობაში მნიშვნელოვანი პროგრესი იქნა მიღწეული ლითიუმის დენდრიტის წარმოქმნის მექანიზმების კვლევასა და სიმულაციაში.
დენდრიტის ზრდის ჩახშობის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული სტრატეგია არის მყარი ელექტროლიტური ინტერფეისის (SEI) ფენის სტაბილურობისა და თანმიმდევრულობის გაზრდა ლითიუმის ლითონის ზედაპირზე ელექტროლიტური შემადგენლობის კორექტირებით და სპეციფიკური ნივთიერებების დამატებით. თუმცა, ვინაიდან ლითიუმის მეტალი თერმოდინამიკურად არასტაბილურია ორგანულ დანამატებში, თხევადი ელექტროლიტური გარემოში მის ზედაპირზე ეფექტური პასივაციის ფენის ფორმირება საკმაოდ რთულია. SEI ფენის ოპტიმიზაციის გარდა, პოლიმერების ან მყარი ბარიერის ფენების დანერგვა მაღალი მექანიკური სიძლიერით, ასევე შეიძლება იყოს ეფექტური საშუალება გამყოფში დენდრიტის შეღწევის თავიდან ასაცილებლად. ეს მეთოდები მიზნად ისახავს გამყოფის ლითიუმის დენდრიტის დაზიანების თავიდან აცილებას SEI ფენის ან თავად გამყოფის მექანიკური თვისებების გაუმჯობესებით, მაგრამ ისინი ფუნდამენტურად არ აღმოფხვრის დენდრიტის წარმოქმნის პრობლემას. მიუხედავად იმისა, რომ ამ გამოწვევის სრულ დაძლევას ჯერ კიდევ გარკვეული დრო სჭირდება და ლითიუმის მეტალის ანოდის-ბატარეის პროდუქტები ჯერ კიდევ არ არის ფართოდ ხელმისაწვდომი ბაზარზე, მკვლევარებმა თეორიულად შემოგვთავაზეს რამდენიმე კონცეპტუალური ლითიუმის ლითონის ბატარეის დიზაინი, რაც აჩვენა პრაქტიკული გამოყენების პოტენციალი. მათ შორის, ლითიუმის-გოგირდის ბატარეები, რომლებიც იყენებენ გოგირდს, როგორც კათოდური მასალა და ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეები, რომლებიც იყენებენ ჟანგბადს, როგორც კათოდის აქტიურ მასალას, მიიპყრეს მნიშვნელოვანი ყურადღება მათი უნიკალური უპირატესობების გამო და განიხილება ორ უაღრესად კომერციულად პერსპექტიულ ყველა{{8}უჯრედულ სისტემად. ლითიუმის{10}}გოგირდის ბატარეებს გააჩნიათ ენერგიის უკიდურესად მაღალი სიმკვრივე (დაახლოებით 2600 W· კგ) და ფართოდ არის აღიარებული, როგორც პერსპექტიული კანდიდატები შემდეგი-თაობის ბატარეის ენერგიის შენახვის სისტემებისთვის. რაც მთავარია, ელემენტარული გოგირდი ბუნებაში უხვად არის და ეკოლოგიურად სუფთა, რაც კიდევ უფრო ხაზს უსვამს ლითიუმის-გოგირდის ბატარეების უპირატესობებს. აქედან გამომდინარე, ბოლო წლებში ლითიუმის{16}}გოგირდის ბატარეებმა მსოფლიო ყურადღება მიიპყრო.
ლითიუმის-გოგირდის ბატარეების დამუხტვისა და განმუხტვის დროს წარმოქმნილი პოლისულფიდური შუალედური ნივთიერებები იხსნება ელექტროლიტში და გადადის უარყოფით ელექტროდში. შესაბამისად, ლითიუმის დენდრიტების ჩახშობა უფრო რთული ხდება პოლისულფიდური შუალედების არსებობისას, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გოგირდის კათოდური დატვირთვა მაღალია. პოლისულფიდებს შეუძლიათ შეაღწიონ SEI ფილაში და დაარღვიონ ახალი ლითიუმის მეტალი ზედაპირული ფენის ქვეშ, რაც გამოიწვევს სიმძლავრის დაკარგვას. ამიტომ, პოლისულფიდური შატლის თავიდან აცილება აუცილებელია არა მხოლოდ ლითიუმის-გოგირდის ბატარეის მუშაობის დროს კათოდური სიმძლავრის გასაუმჯობესებლად, არამედ SEI ფირის სტაბილურობისა და დენდრიტის-უფასო უარყოფითი ელექტროდის მისაღებად. უწყვეტი ძალისხმევის შედეგად შემუშავდა მრავალი მეთოდი, მათ შორის პოზიტიური შემზღუდველი დომენის და ადსორბციის, ელექტროლიტების მოდიფიკაციისა და გამყოფის დიზაინის ჩათვლით. თუმცა, როგორც ჩანს, ეს მეთოდები უფრო მეტად ფოკუსირებულია პოლისულფიდური შატლის ჩახშობაზე და გოგირდის კათოდის გამოყენების სიჩქარის გაუმჯობესებაზე, ლითიუმის მეტალის ანოდში დენდრიტის ზრდის უშუალო ჩახშობის გარეშე. ლითიუმის-გოგირდის ბატარეების მოქმედება დამოკიდებულია ლითიუმის მეტალის ანოდის დაცვაზე. დენდრიტის ზრდის ჩახშობის სხვადასხვა მეთოდების სინერგიულმა ეფექტმა შეიძლება დააჩქაროს ლითიუმის-გოგირდის ბატარეების პრაქტიკული გამოყენება.
ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეები არის ბატარეის ტიპი, რომელიც იყენებს ჟანგბადს ჰაერიდან, როგორც დადებითი ელექტროდი; მათ ზოგჯერ ლითიუმის-ჰაერის ბატარეებსაც უწოდებენ. ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეების თეორიული ენერგიის სიმკვრივე არის 3500 ვტ/სთ/კგ, რაც ბევრად აღემატება კომერციულ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს. ამიტომ, ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეები გახდა რევოლუციური წინსვლა ენერგიის შენახვის სფეროში, მიიპყრო მსოფლიო ყურადღება და განიხილება ძლიერ კონკურენტად მომდევნო-თაობის ენერგიის შენახვის სისტემებში.
პოლისულფიდური შუალედური პროდუქტების მსგავსად, ჟანგბადის ჯვარედინი-დაკავშირება დადებითი ელექტროდიდან ლითიუმის მეტალის უარყოფით ელექტროდთან ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეებთან შეიძლება გამოიწვიოს ლითიუმის ლითონის ზედაპირის თანდათანობითი დეგრადაცია, რაც გამოიწვევს ელექტროლიტების დაშლას და LiOH და LiCO3-ის წარმოქმნას დატენვის დროს. აქედან გამომდინარე, შემუშავებულია რამდენიმე სტრატეგია ჟანგბადის ჯვარედინი-დაკავშირების ჩასახშობად. ელექტროდის დადებითი პრობლემის გარდა, დენდრიტის ზრდით გამოწვეული ლითიუმის დაქვეითება და პასივაციის ფენის დაზიანება ძლიერ აფერხებს ლითიუმის ლითონის გამოყენებას დატენვის ლითიუმ-ჟანგბადის ბატარეებში. ლითიუმის დენდრიტის ზრდის ჩახშობის ზემოხსენებული სტრატეგიები ასევე გამოიყენება ლითიუმის-ჟანგბადის ბატარეებზე. ელექტროლიტური დანამატების, გამყოფის მოდიფიკაციისა და უარყოფითი ელექტროდის დიზაინის მეშვეობით, ლითიუმის ბატარეების მუშაობა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს.