ලිතියම්ලෝහ ඇනෝඩවලට අතිශයින් ඉහළ සෛද්ධාන්තික නිශ්චිත ධාරිතාවක් (3860 mA·bg) සහ අඩුම විද්‍යුත් රසායනික විභවය (-3.040 V (එදිරිව. SHE)) ඇත, ඒවා බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්රව්ය අතර "ශුද්ධ ග්‍රේල්" ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස සලකයි. ලිතියම් ලෝහ බැටරිවලට ලිතියම්-සල්ෆර් සහ ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරි ඇතුළත් වේ. ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි වල ශක්ති ඝනත්වය ආසන්න වශයෙන් 2600 W·h/kg වන අතර ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරි වල ශක්ති ඝනත්වය ආසන්න වශයෙන් 3500 W·h/kg, දළ වශයෙන් 7 සහ 10 ගුණයක් සාම්ප්‍රදායික ලිතියම් බැටරිවල3500. එබැවින්, ලිතියම් ලෝහ බැටරි සැලකිය යුතු අවධානයක් ආකර්ෂණය කරගනිමින් වඩාත් පොරොන්දු වූ බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිවලින් එකක් සහ ඊළඟ පරම්පරාවේ බැටරි පද්ධති සඳහා ඉහළම අපේක්ෂකයෙකු ලෙස සැලකේ. කෙසේ වෙතත්, ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් ගැටළුව හේතුවෙන්, මුල් ලිතියම් ලෝහ බැටරි ඇතැම් විශේෂිත ක්ෂේත්රවල පමණක් යෙදිය හැකි අතර, ඒවායේ වාණිජකරණය ප්රමාද වී ඇත.
නැවත ආරෝපණය කළ හැකි ලිතියම් ලෝහ බැටරි 1970 ගණන්වල දී සොයා ගන්නා ලද අතර ඔරලෝසු, ගණක යන්ත්‍ර සහ වෙනත් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා බහුලව භාවිතා විය.
ලිතියම් ලෝහ බැටරි විදුලි උපකරණ සහ අතේ ගෙන යා හැකි වෛද්‍ය උපකරණවල බහුලව භාවිතා වේ. කෙසේ වෙතත්, ලිතියම් ලෝහයේ යම් යම් දෝෂ හේතුවෙන් ඒවායේ වාණිජකරණයට බාධා එල්ල වී ඇත. ආවර්තිතා වගුවේ 1 වන කාණ්ඩයේ සාමාජිකයෙකු ලෙස, ලිතියම් පරමාණු වලට ඒවායේ පිටත කවචයේ ඇත්තේ එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පමණක් වන අතර, මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඉක්මනින් අහිමි වන බැවින් ඒවා ඉතා රසායනිකව ප්‍රතික්‍රියාශීලී කරයි. කාබනික විද්‍යුත් විච්ඡේදකයක් සමඟ ස්පර්ශ වන විට ලිතියම් ලෝහය එහි මතුපිට ඝන විද්‍යුත් විච්ඡේදක අතුරුමුහුණත (SEI) නම් පටලයක් සාදයි. මෙම චිත්රපටයේ ප්රධාන කාර්යය වන්නේ ලිතියම් තවදුරටත් විඛාදනයට ලක්වීම වැළැක්වීම, ඉලෙක්ට්රෝලය වෙතින් ලිතියම් ලෝහය හුදකලා කිරීමයි. කෙසේ වෙතත්, ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී ලිතියම් ලෝහයේ සැලකිය යුතු පරිමාව වෙනස් වීම හේතුවෙන්, SEI පටලය නිතර කැඩී යයි. නිරාවරණය වූ නැවුම් ලිතියම් ලෝහ මතුපිට නව SEI පටලයක් සෑදීමට ඉලෙක්ට්රෝලය සමඟ නැවත ප්‍රතික්‍රියා කරයි. මෙම ක්‍රියාවලිය ඉරිතැලීම් දිගේ ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය ප්‍රවර්ධනය කරනවා පමණක් නොව බැටරිය තුළ ඇති බෙදුම්කරුට විනිවිද ගොස් කෙටි පරිපථයක් ඇති කරයි. කෙටි පරිපථයක් සිදු වූ විට, බැටරිය තුළ විශාල තාප ප්‍රමාණයක් ජනනය වන අතර, එය ආන්තික අවස්ථාවන්හිදී දහනය හෝ පිපිරීමට හේතු විය හැක, ලිතියම් ලෝහ බැටරි වල ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වයට සහ අලෙවිකරණයට බරපතල ලෙස බලපායි. තවද, ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් සංඛ්‍යාව වැඩි වන විට, ඒවා සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ඉලෙක්ට්රෝලය සමඟ සම්බන්ධ වීමට වැඩි අවස්ථාවන් ලබා දෙන අතර එමඟින් අතුරු ප්‍රතික්‍රියා වේගය වේගවත් කරයි. මෙම ආපසු හැරවිය නොහැකි ක්‍රියාවලීන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්රව්ය සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදක පරිභෝජනය කරයි, බැටරියේ ශක්ති ඝනත්වය සහ කූලොම්බික් කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරයි. දිගුකාලීන භාවිතයෙන් පසු, බොහෝ ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් සාමාන්‍ය විද්‍යුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වලට සහභාගී වීමට නොහැකිව අලුතින් සාදන ලද SEI පටලය තුළ ආවරණය වී ඇත; ඊට සමගාමීව, උපස්ථරය අසල ඇති ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් වේගයෙන් දිරාපත් වී "මිය ගිය" ලිතියම් ඇති කරයි, එනම් ලිතියම් හි මෙම කොටස විද්‍යුත් රසායනිකව අක්‍රිය වන අතර සමස්ත බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වය සැලකිය යුතු ලෙස දුර්වල කරයි. පසුගිය වසර 40 තුළ, ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් සෑදීමේ යාන්ත්‍රණ පර්යේෂණ හා අනුකරණයේ සැලකිය යුතු ප්‍රගතියක් ලබා ඇත.
ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය මැඩපැවැත්වීම සඳහා වඩාත් පොදු උපාය මාර්ගයක් වන්නේ ඉලෙක්ට්රෝලය සංයුතිය සකස් කිරීම සහ නිශ්චිත ද්රව්ය එකතු කිරීම මගින් ලිතියම් ලෝහ මතුපිට ඝන ඉලෙක්ට්රෝටේට් අතුරුමුහුණත (SEI) ස්ථරයේ ස්ථාවරත්වය සහ අනුකූලතාව වැඩි දියුණු කිරීමයි. කෙසේ වෙතත්, ලිතියම් ලෝහය කාබනික ආකලනවල තාප ගතික වශයෙන් අස්ථායී බැවින්, ද්‍රව විද්‍යුත් විච්ඡේදක පරිසරයක එහි මතුපිට ඵලදායී නිෂ්ක්‍රීය තට්ටුවක් සෑදීම තරමක් අභියෝගාත්මක ය. SEI ස්තරය ප්‍රශස්ත කිරීමට අමතරව, ඉහළ යාන්ත්‍රික ශක්තියක් සහිත බහු අවයවක හෝ ඝන බාධක ස්ථර හඳුන්වා දීම, බෙදුම්කරු තුළට ඩෙන්ඩ්රයිට් විනිවිද යාම වැළැක්වීමේ ඵලදායී මාධ්‍යයක් විය හැකිය. මෙම ක්‍රම මගින් SEI ස්ථරයේ හෝ බෙදුම්කරුගේම යාන්ත්‍රික ගුණ වැඩි දියුණු කිරීම මගින් බෙදුම්කරුට ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් හානි වැළැක්වීම අරමුණු කරයි, නමුත් ඒවා ඩෙන්ඩ්රයිට් සෑදීමේ ගැටලුව මූලික වශයෙන් ඉවත් නොකරයි. මෙම අභියෝගය සම්පූර්ණයෙන් ජය ගැනීමට තව ටික කලක් ඉතිරිව ඇති අතර ලිතියම් ලෝහ ඇනෝඩය මත පදනම් වූ බැටරි නිෂ්පාදන වෙළඳපොලේ තවමත් පුළුල් ලෙස ලබා ගත නොහැකි වුවද, පර්යේෂකයන් ප්‍රායෝගික යෙදුම් සඳහා ඇති හැකියාව පෙන්නුම් කරමින් සංකල්පීය ලිතියම් ලෝහ බැටරි සැලසුම් කිහිපයක් න්‍යායාත්මකව යෝජනා කර ඇත. මේ අතර, ලිතියම්-සල්ෆර් කැතෝඩ ද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරන සල්ෆර් බැටරි සහ කැතෝඩ සක්‍රීය ද්රව්ය ලෙස ඔක්සිජන් භාවිතා කරන ලිතියම්{7}}ඔක්සිජන් බැටරි ඒවායේ සුවිශේෂී වාසි නිසා සැලකිය යුතු අවධානයක් ආකර්ෂණය කර ඇති අතර ඒවා වාණිජමය වශයෙන් ඉතා ඉහළ මට්ටමේ පොරොන්දු වූ සියලුම සෛල පද්ධති දෙකක් ලෙස සැලකේ. ලිතියම්{10}}සල්ෆර් බැටරි අතිශය ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක් (ආසන්න වශයෙන් 2600 W·kg) ඇති අතර ඊළඟ පරම්පරාවේ බැටරි බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සඳහා හොඳ අපේක්ෂකයින් ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගැනේ. වඩාත් වැදගත් වන්නේ, මූලද්‍රව්‍ය සල්ෆර් ස්වභාවයෙන්ම බහුල වන අතර පරිසර හිතකාමී වන අතර, ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරිවල වාසි තවදුරටත් ඉස්මතු කරයි. එබැවින්, ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි මෑත වසරවලදී ලොව පුරා අවධානයට ලක්ව ඇත.
ලිතියම් ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී ජනනය වන පොලිසල්ෆයිඩ් අතරමැදි-සල්ෆර් බැටරි ඉලෙක්ට්රෝලය තුළ දියවී සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට ෂටලය කරයි.එබැවින්, පොලිසල්ෆයිඩ් අතරමැදියන් හමුවේ ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් මර්දනය වඩාත් සංකීර්ණ වේ, විශේෂයෙන් සල්ෆර් පැටවීම කැතෝඩය අධික වන විට. Polysulfides හට SEI පටලය විනිවිද යාමට සහ මතුපිට ස්ථරයට යටින් ඇති නැවුම් ලිතියම් ලෝහය විඛාදනයට ලක් කළ හැකි අතර, එය ධාරිතාව අහිමි වීමට හේතු වේ. එබැවින්, පොලිසල්ෆයිඩ් ෂටලය වැළැක්වීම ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වයේදී කැතෝඩ ධාරිතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පමණක් නොව, SEI පටල ස්ථායීතාවය සහ ඩෙන්ඩ්රයිට්-නිදහස් සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් ලබා ගැනීම සඳහාද අවශ්‍ය වේ. අඛණ්ඩ උත්සාහයන් හරහා, ධනාත්මක සීමා කිරීම් වසම සහ අවශෝෂණය, ඉලෙක්ට්රෝලය වෙනස් කිරීම සහ බෙදුම්කරු නිර්මාණය ඇතුළු බොහෝ ක්‍රම දියුණු කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රම මගින් ලිතියම් ලෝහ ඇනෝඩයේ ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය සෘජුවම යටපත් නොකර, පොලිසල්ෆයිඩ් ෂටලය මර්දනය කිරීම සහ සල්ෆර් කැතෝඩයේ උපයෝගිතා අනුපාතය වැඩි දියුණු කිරීම කෙරෙහි වැඩි අවධානයක් යොමු කරන බව පෙනේ. ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරිවල ක්‍රියාකාරිත්වය ලිතියම් ලෝහ ඇනෝඩයේ ආරක්ෂාව මත රඳා පවතී. විවිධ ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධක මර්දන ක්‍රමවල සහජීවන බලපෑම ලිතියම්-සල්ෆර් බැටරිවල ප්‍රායෝගික යෙදීම වේගවත් කළ හැක.
ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරි යනු ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස වාතයෙන් ඔක්සිජන් භාවිතා කරන බැටරි වර්ගයකි; ඒවා සමහර විට ලිතියම්-වායු බැටරි ලෙස හැඳින්වේ. ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරිවල සෛද්ධාන්තික ශක්ති ඝනත්වය 3500 Wh/kg තරම් ඉහළ අගයක් ගනී, වාණිජ ලිතියම්{5}}අයන බැටරිවලට වඩා බොහෝ සෙයින් වැඩිය. එබැවින්, ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරි බලශක්ති ගබඩා ක්ෂේත්‍රයේ විප්ලවීය දියුණුවක් බවට පත් වී ඇති අතර, එය ලොව පුරා අවධානය ආකර්ෂණය කරගනිමින් ඉදිරි-පරම්පරාවේ බලශක්ති ගබඩා පද්ධතිවල ප්‍රබල තරඟකරුවෙකු ලෙස සැලකේ.
පොලිසල්ෆයිඩ් අතරමැදි වලට සමානව, ඔක්සිජන් හරස්{0}}ලිතියම්වල ඇති ලිතියම් ලෝහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සිට ලිතියම් ලෝහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය වෙත ඔක්සිජන් හරස් සම්බන්ධ කිරීම-ඔක්සිජන් බැටරි ලිතියම් ලෝහ මතුපිට ක්‍රමයෙන් ක්ෂය වීමට හේතු විය හැක, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉලෙක්ට්රෝලය වියෝජනය වී ආරෝපණය කිරීමේදී LiOH සහ LiCO3 සෑදේ. එබැවින්, ඔක්සිජන් හරස්{4}}සබැඳිය මැඩපැවැත්වීම සඳහා උපාය මාර්ග කිහිපයක් සංවර්ධනය කර ඇත. ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ගැටලුවට අමතරව, ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය නිසා ඇතිවන ලිතියම් ක්ෂය වීම සහ නිෂ්ක්‍රීය පටලයට හානි වීම, නැවත ආරෝපණය කළ හැකි ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරිවල ලිතියම් ලෝහ භාවිතයට දැඩි ලෙස බාධා කරයි. ලිතියම් ඩෙන්ඩ්රයිට් වර්ධනය මැඩපැවැත්වීම සඳහා ඉහත සඳහන් කළ උපාය මාර්ග ලිතියම්-ඔක්සිජන් බැටරි සඳහා ද අදාළ වේ. ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ආකලන, බෙදුම්කරු වෙනස් කිරීම සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ නිර්මාණය හරහා ලිතියම් බැටරිවල ක්‍රියාකාරිත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය.