През 1970 г. MS Whittingham от Exxon използва титанов сулфид като положителен електроден материал и метален литий като отрицателен електроден материал, за да направи първата литиева батерия.
През 1980 г. J. Goodenough открива, че литиево-кобалтовият оксид може да се използва като положителен електроден материал на литиево-йонни батерии.
През 1982 г. RR Agarwal и JR Selman от Технологичния институт на Илинойс откриват, че литиевите йони имат свойството да се вграждат в графит и този процес е бърз и обратим. В същото време опасностите за безопасността на литиевите батерии, направени от метален литий, привлякоха много внимание, така че хората се опитаха да използват свойството на литиевите йони, вградени в графита, за да направят акумулаторни батерии. Първият използваем литиево-йонен графитен електрод беше успешно изпробван от Bell Laboratories.
През 1983 г. M. Thackeray, J. Goodenough и други откриват, че мангановият шпинел е отличен положителен електроден материал с ниска цена, стабилност и отлична електрическа и литиева проводимост. Температурата му на разлагане е висока и окислителното му свойство е много по-ниско от това на литиево-кобалтовия оксид. Дори ако възникне късо съединение или презареждане, опасността от запалване и експлозия може да бъде избегната.
През 1989 г. A. Manthiram и J. Goodenough установяват, че положителният електрод с полимеризирани аниони ще произведе по-високо напрежение.
През 1991 г. Sony пусна първата търговска литиево-йонна батерия. Впоследствие литиево-йонните батерии революционизираха външния вид на потребителската електроника.
През 1996 г. Padhi и Goodenough установиха, че фосфатите с оливинова структура, като литиево-железен фосфат (LiFePO4), са по-добри от традиционните материали за положителни електроди и следователно са се превърнали в настоящите масови материали за положителни електроди.
С широкото използване на цифрови продукти като мобилни телефони и лаптопи, литиево-йонните батерии са широко използвани в такива продукти с отличната си производителност и постепенно се развиват в други области на приложение на продукта.
През 1998 г. Tianjin Power Supply Research Institute започва търговско производство на литиево-йонни батерии.
На 15 юли 2018 г. беше научено от Изследователския институт по химия на въглищата в Кеда, че в института е пуснат специален въглероден отрицателен електроден материал за литиеви батерии с голям капацитет и висока плътност с чист въглерод като основен компонент. Тази литиева батерия, изработена от нови материали, може да постигне автомобилен пробег от над 600 километра.
През октомври 2018 г. изследователската група на професор Liang Jiajie и Chen Yongsheng от Nankai University и изследователската група на Lai Chao от Jiangsu Normal University успешно подготвиха триизмерен порест носител от сребърна нанотел-графен с многостепенна структура и зареден метален литий като композитен материал за отрицателен електрод. Този носител може да инхибира генерирането на литиеви дендрити, като по този начин се постига ултрависокоскоростно зареждане на батерията, което се очаква значително да удължи "живота" на литиевите батерии. Резултатите от изследването са публикувани в последния брой на Advanced Materials [2]. През първата половина на 2022 г. основните показатели на китайската индустрия за литиево-йонни батерии постигнаха бърз растеж, като производството надхвърли 280 GWh, което е увеличение от 150% на годишна база.
Сутринта на 22 септември 2022 г., първият домашен продукт с диаметър 3.0- метра нова енергийна литиева батерия, оборудване с медно фолио, оборудване, катоден валяк, независимо разработен и доставен на потребителите от Четвъртата академия на Китайската корпорация за аерокосмическа наука и технологии, беше стартира в Сиан, запълвайки технологичната празнина в местната индустрия и постигайки месечен производствен капацитет на катодни ролки с голям диаметър над 100 единици, маркиране голям пробив в китайската технология за производство на катодни ролки с ултра-голям диаметър.