Polnilne litij-ionske baterije, strokovno znane kot litij-ionske baterije ali sekundarne baterije, so prenosne baterije, ki se polnijo preko vnosa zunanje napetosti. Njihove glavne značilnosti so visoka energijska gostota, lahka zasnova in dolga življenjska doba.
Te baterije shranjujejo energijo z izmenjavo litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo, pri čemer je pozitivna elektroda običajno sestavljena iz oksidnih materialov, negativna elektroda pa pretežno iz ogljikovih materialov. Med polnjenjem litijevi ioni migrirajo od negativne elektrode k pozitivni elektrodi, med praznjenjem pa se premikajo v nasprotni smeri in pri tem ustvarjajo električni tok. Poleg tega se polnilne litij-ionske baterije ponašajo z okoljskimi prednostmi, saj ne oddajajo škodljivih snovi. Njihove odlične ciklične lastnosti jim omogočajo, da ohranijo visoko zmogljivost po številnih ciklih polnjenja in praznjenja, zaradi česar so prednostna vrsta baterije za elektronske naprave, kot so pametni telefoni, tablični računalniki, prenosni računalniki in drugo.
Skratka, polnilne litij-ionske baterije zavzemajo osrednji položaj v sodobnih tehnoloških izdelkih zaradi svoje izjemne zmogljivosti in širokega spektra uporabe.