סוללת ליתיום היא סוג של סוללה העשויה ממתכת ליתיום או מסגסוגת ליתיום כחומר אלקטרודה חיובי/שלילי, תוך שימוש בתמיסת אלקטרוליט לא מימית. בשנת 1912, סוללות ליתיום-מתכת הוצעו ונחקרו לראשונה על ידי גילברט נ. לואיס. בשנות ה-70, MS Whittingham הציעה והחלה לחקור סוללות ליתיום-יון. מכיוון שהתכונות הכימיות של מתכת הליתיום פעילות מאוד, לעיבוד, לשימור ולשימוש של מתכת ליתיום יש דרישות סביבתיות גבוהות מאוד. עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, סוללות ליתיום הפכו לזרם המרכזי.
ניתן לחלק באופן גס את סוללות הליתיום לשתי קטגוריות: סוללות מתכת ליתיום וסוללות ליתיום-יון. סוללות ליתיום-יון אינן מכילות ליתיום מתכתי והן נטענות. הדור החמישי של סוללות נטענות, סוללות ליתיום מתכת, נולד בשנת 1996, והבטיחות שלה, הקיבולת הספציפית, קצב הפריקה העצמית ויחס הביצועים-מחיר טובים יותר מסוללות הליתיום-יון. בשל הדרישות הטכניות הגבוהות שלה, רק חברות בודדות בארץ מייצרות סוללת ליתיום מתכת זו.