S rozvojem technologie mikroelektroniky ve dvacátém století vzrůstající počet miniaturizovaných zařízení klade vysoké požadavky na napájení. Lithiové baterie pak vstoupily do rozsáhlé praktické fáze.
Nejčasnější aplikací byla lithiová primární baterie, která se používala v kardiostimulátorech. Díky extrémně nízké rychlosti samovybíjení lithiových baterií je vybíjecí napětí velmi šetrné. To umožňuje implantovat kardiostimulátory do lidského těla pro dlouhodobé používání.
Lithium-manganové baterie mají obecně jmenovité napětí vyšší než 3.0 volty, vhodnější pro napájení integrovaných obvodů, široce používané v počítačích, kalkulačkách a hodinkách.
Lithium-iontové baterie jsou široce používány v mobilních telefonech, noteboocích, elektrickém nářadí, elektrických vozidlech, záložních zdrojích pouličních lamp, navigačních světlech, domácích spotřebičích, což lze označit za největší aplikační skupinu.