लिथियम-आयन बैटरी का विचार पहली बार 1970 के दशक में प्रस्तावित किया गया था जब अंग्रेज़ रसायनज्ञ स्टेनली व्हिटिंगम एक ऐसी बैटरी का आविष्कार कर रहे थे जो समय के साथ खुद ही रिचार्ज हो सकती थी। उन्होंने इलेक्ट्रोड के रूप में टाइटेनियम डाइसल्फ़ाइड और लिथियम धातु का उपयोग करने की कोशिश की, लेकिन इससे बैटरी शॉर्ट सर्किट हो गई और फट गई।
1980 के दशक में जॉन गुडइनफ और फिर अकीरा योशिनो द्वारा किए गए प्रयोगों से यह साबित हुआ कि लिथियम धातु को हटाने से बैटरी अधिक सुरक्षित हो जाएगी। और इस तरह लिथियम-आयन बैटरी का विकास शुरू हुआ।
1990 के दशक में, ली-आयन तकनीक ने लोगों का ध्यान आकर्षित करना शुरू कर दिया, और इसकी लोकप्रियता तेज़ी से बढ़ी। यह वह समय था जब सोनी कॉर्पोरेशन द्वारा शुरुआती वाणिज्यिक सेल का उत्पादन किया गया था। लिथियम धातु बैटरी की सुरक्षा चिंताओं के कारण ही लिथियम-आयन बैटरी विकसित की गई। जबकि लिथियम धातु बैटरी में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है, ली-आयन बैटरी विशेष सुरक्षा दिशानिर्देशों का उपयोग करके चार्ज और डिस्चार्ज किए जाने पर बहुत सुरक्षित होती है।