Litijsmetāla anodiem ir ārkārtīgi augsta teorētiskā īpatnējā kapacitāte (3860 mA·bg) un zemākais elektroķīmiskais potenciāls (-3,040 V (salīdzinājumā ar SHE)), tāpēc tos uzskata par "svētā grāla" elektrodu starp daudziem elektrodu materiāliem. Litija metāla akumulatori ietver litija -sēra un litija -skābekļa baterijas. Litija -sēra akumulatoru enerģijas blīvums ir aptuveni 2600 W·h/kg, savukārt litija-skābekļa akumulatoru enerģijas blīvums ir aptuveni 3500 W·h/kg, kas ir attiecīgi aptuveni 7 un 10 reizes lielāks nekā parastajiem litija{15}}jonu akumulatoriem. Tāpēc litija metāla akumulatori tiek uzskatīti par vienu no daudzsološākajām enerģijas uzglabāšanas sistēmām un top kandidāti nākamās paaudzes akumulatoru sistēmām, piesaistot ievērojamu uzmanību. Tomēr litija dendrīta problēmas dēļ agrīnās litija metāla baterijas varēja izmantot tikai noteiktās specializētās jomās, un to komercializācija ir aizkavējusies.
Uzlādējamās litija metāla baterijas tika izgudrotas jau pagājušā gadsimta 70. gados un tika plaši izmantotas pulksteņos, kalkulatoros un citās elektroniskās ierīcēs.
Litija metāla baterijas plaši izmanto elektroierīcēs un pārnēsājamās medicīnas ierīcēs. Tomēr to komercializāciju ir kavējuši daži litija metāla defekti. Kā periodiskās tabulas 1. grupas locekļiem litija atomiem ir tikai viens elektrons ārējā apvalkā, tāpēc tie ir ļoti ķīmiski reaģējoši, jo tie viegli zaudē šo elektronu. Saskaroties ar organisko elektrolītu, litija metāls uz tā virsmas veido plēvi, ko sauc par cieto elektrolīta saskarni (SEI). Šīs plēves galvenā funkcija ir izolēt litija metālu no elektrolīta, novēršot turpmāku litija koroziju. Tomēr, ņemot vērā ievērojamās litija metāla tilpuma izmaiņas uzlādes un izlādes laikā, SEI plēve bieži plīst. Atklātā svaigā litija metāla virsma atkal reaģē ar elektrolītu, veidojot jaunu SEI plēvi. Šis process ne tikai veicina litija dendrītu augšanu gar plaisām, bet arī var iekļūt akumulatora iekšpusē, izraisot īssavienojumu. Kad notiek īssavienojums, akumulatora iekšpusē tiek ģenerēts liels siltuma daudzums, kas ārkārtējos gadījumos var izraisīt aizdegšanos vai eksploziju, nopietni ietekmējot litija metāla akumulatoru drošību un tirgojamību. Turklāt, palielinoties litija dendrītu skaitam, tie nodrošina vairāk iespēju negatīvajam elektrodam saskarties ar elektrolītu, tādējādi paātrinot blakusreakciju ātrumu. Šie neatgriezeniskie procesi patērē elektrodu materiālus un elektrolītus, samazinot akumulatora enerģijas blīvumu un kulonu efektivitāti. Pēc ilgstošas lietošanas daudzi litija dendrīti tiek iekļauti jaunizveidotajā SEI plēvē, nespējot piedalīties normālās elektroķīmiskās reakcijās; vienlaikus litija dendriti substrāta tuvumā ātri sadalās, izraisot "mirušo" litiju, kas nozīmē, ka šī litija daļa kļūst elektroķīmiski neaktīva, ievērojami vājinot kopējo akumulatora veiktspēju. Pēdējo 40 gadu laikā ir panākts ievērojams progress litija dendrīta veidošanās mehānismu izpētē un modelēšanā.
Viena no visizplatītākajām dendrīta augšanas nomākšanas stratēģijām ir uzlabot cietā elektrolīta saskarnes (SEI) slāņa stabilitāti un konsistenci uz litija metāla virsmas, pielāgojot elektrolīta sastāvu un pievienojot īpašas vielas. Tomēr, tā kā litija metāls organiskajās piedevās ir termodinamiski nestabils, efektīva pasivācijas slāņa izveidošana uz tā virsmas šķidrā elektrolīta vidē ir diezgan sarežģīta. Papildus SEI slāņa optimizēšanai polimēru vai cietu barjeras slāņu ar augstu mehānisko izturību ieviešana var būt arī efektīvs līdzeklis, lai novērstu dendrīta iekļūšanu separatorā. Šo metožu mērķis ir novērst litija dendrīta bojājumus separatoram, uzlabojot SEI slāņa vai paša separatora mehāniskās īpašības, taču tās principiāli nenovērš dendrīta veidošanās problēmu. Lai gan līdz pilnīgai šī izaicinājuma pārvarēšanai vēl ir zināms laiks, un litija metāla anoda{4}}akumulatoru produkti tirgū vēl nav plaši pieejami, pētnieki teorētiski ir ierosinājuši vairākus konceptuālus litija metāla akumulatoru dizainus, parādot praktiskas pielietošanas iespējas. Starp tiem litija-sēra baterijas, kurās kā katoda materiāls izmanto sēru, un litija-skābekļa baterijas, kurās kā katoda aktīvs materiāls ir skābekli, ir piesaistījušas ievērojamu uzmanību to unikālo priekšrocību dēļ, un tās tiek uzskatītas par divām komerciāli daudzsološām visu{8}}šūnu sistēmām. Litija -sēra akumulatoriem ir ārkārtīgi augsts enerģijas blīvums (aptuveni 2600 W·kg), un tie ir plaši atzīti par daudzsološiem nākamās-paaudzes akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmām. Vēl svarīgāk ir tas, ka elementārais sērs ir daudz dabā un ir videi draudzīgs, vēl vairāk izceļot litija -sēra akumulatoru priekšrocības. Tāpēc litija -sēra akumulatori pēdējos gados ir saņēmuši pasaules uzmanību.
Polisulfīda starpprodukti, kas rodas litija -sēra akumulatoru uzlādes un izlādes laikā, izšķīst elektrolītā un pārvietojas uz negatīvo elektrodu. Tāpēc litija dendrītu nomākšana kļūst sarežģītāka polisulfīda starpproduktu klātbūtnē, īpaši, ja sēra katoda slodze ir augsta. Polisulfīdi var iekļūt SEI plēvē un korozēt svaigu litija metālu zem virsmas slāņa, izraisot jaudas zudumu. Tāpēc polisulfīda atspoles novēršana ir nepieciešama ne tikai katoda kapacitātes uzlabošanai litija -sēra akumulatora darbības laikā, bet arī SEI plēves stabilitātei un dendrīta {{5}brīvā negatīvā elektroda iegūšanai. Ar nepārtrauktiem centieniem ir izstrādātas daudzas metodes, tostarp pozitīvi ierobežojošs domēns un adsorbcija, elektrolītu modifikācija un separatora dizains. Tomēr šķiet, ka šīs metodes vairāk koncentrējas uz polisulfīda atspoles nomākšanu un sēra katoda izmantošanas ātruma uzlabošanu, tieši nenomācot dendrīta augšanu litija metāla anodā. Litija -sēra akumulatoru veiktspēja ir atkarīga no litija metāla anoda aizsardzības. Dažādu dendrīta augšanas nomākšanas metožu sinerģiskais efekts var paātrināt litija -sēra akumulatoru praktisko pielietojumu.
Litija-skābekļa baterijas ir bateriju veids, kas izmanto gaisa skābekli kā pozitīvo elektrodu; tos dažreiz sauc par litija{1}}gaisa baterijām. Litija -skābekļa akumulatoru teorētiskais enerģijas blīvums ir pat 3500 Wh/kg, kas ievērojami pārsniedz komerciālo litija -jonu akumulatoru enerģijas blīvumu. Tāpēc litija-skābekļa baterijas ir kļuvušas par revolucionāru sasniegumu enerģijas uzglabāšanas jomā, piesaistot pasaules uzmanību un tiek uzskatītas par spēcīgu sāncensi nākamās-paaudzes enerģijas uzglabāšanas sistēmās.
Līdzīgi kā polisulfīda starpproduktos, skābekļa šķērssavienošanās no pozitīvā elektroda ar litija metāla negatīvo elektrodu litija-skābekļa akumulatoros var izraisīt litija metāla virsmas pakāpenisku degradāciju, izraisot elektrolīta sadalīšanos un LiOH un LiCO3 veidošanos uzlādes laikā. Tāpēc ir izstrādātas vairākas stratēģijas, lai nomāktu skābekļa savstarpējo saiti{4}}. Papildus pozitīvajai elektrodu problēmai litija izsīkums, ko izraisa dendrīta augšana un pasivācijas plēves bojājumi, nopietni kavē litija metāla izmantošanu uzlādējamās litija -skābekļa baterijās. Iepriekš minētās stratēģijas litija dendrīta augšanas nomākšanai ir piemērojamas arī litija -skābekļa baterijām. Izmantojot elektrolītu piedevas, separatora modifikācijas un negatīvo elektrodu dizainu, litija bateriju veiktspēju var ievērojami uzlabot.