Lithium-rafhlöður, sem mikilvæg tækni fyrir nútíma orkugeymslu, eru til í ýmsum gerðum, hver með sína eigin eiginleika hvað varðar afköst, kostnað og notkunarsvið.
Eins og er, eru helstu litíum-jónarafhlöður á markaðnum aðallega litíum-jónarafhlöður (Li-ion), litíum fjölliða rafhlöður (Li-Po), litíum járnfosfat rafhlöður (LiFePO4) og litíum titanat rafhlöður (Li4Ti5O12). Eftirfarandi er ítarleg greining á þessum litíum-jónarafhlöðum.
Lithium-ion rafhlöður (Li-ion) eru sem stendur mest notaða litíum-rafhlaðan. Jákvæð rafskautsefni þeirra eru venjulega litíumkóbaltoxíð, litíummanganoxíð eða þrískipt efni (nikkel-kóbalt-mangan litíumoxíð), en neikvæða rafskautsefnið er grafít. Lithium-rafhlöður hafa kosti eins og mikla orkuþéttleika, langan líftíma og lítinn sjálfsafhleðsluhraða og eru mikið notaðar í farsímum, fartölvum, rafknúnum farartækjum og öðrum sviðum. Verð á litíum-jónarafhlöðum er breytilegt eftir jákvæðu rafskautsefninu.
Litíum fjölliða rafhlöður (Li-Po) eru endurbætt tegund af litíum-jónarafhlöðum. Raflausnin þeirra notar fjölliða efni, sem gerir kleift að framleiða rafhlöðurnar í ýmsum stærðum og gerðum, sem veitir meiri sveigjanleika í hönnun. Litíum fjölliða rafhlöður eru svipaðar litíum-jónarafhlöðum hvað varðar orkuþéttleika, öryggi og endingu, en eru aðeins dýrari. Vegna þunnrar þeirra og sveigjanleika eru litíum fjölliða rafhlöður almennt notaðar í nothæf tæki, dróna og önnur forrit þar sem lögun rafhlöðunnar er mikilvæg.
Lithium iron phosphate (LiFePO4) rafhlöður eru þekktar fyrir mikið öryggi, langan líftíma og lágan kostnað. Jákvæð rafskautsefni þeirra er litíumjárnfosfat og neikvætt rafskautsefni þeirra er grafít. Litíum járnfosfat rafhlöður eru stöðugar við háan hita og eru síður viðkvæmar fyrir hitauppstreymi, sem gerir þær mikið notaðar í rafknúnum ökutækjum, orkugeymslukerfum og öðrum sviðum.
Lithium titanate (Li4Ti5O12) rafhlöður eru nýrri gerð af litíum rafhlöðum. Jákvæð rafskautsefni þeirra er litíumtítanat og neikvætt rafskautsefni þeirra er grafít. Lithium titanate rafhlöður bjóða upp á kosti eins og afar langan líftíma (allt að tugþúsundir lotum), hraðhleðslugetu og mikið öryggi.
Fyrir utan áðurnefndar almennar litíum rafhlöður eru aðrar tegundir af litíum rafhlöðum, eins og litíum-brennisteinsrafhlöður og litíum-loftrafhlöður. Þessar rafhlöður hafa hugsanlega kosti hvað varðar orkuþéttleika og kostnað, en eru enn á rannsóknar- og þróunarstigi og hafa ekki enn náð stórum-viðskiptalegum tilgangi.