Les batteries au lithium-soufre représentent un potentiel très prometteur dans la famille des accumulateurs au lithium. Cette technologie a déjà démontré une capacité de stockage de 350 Wh/kg et les valeurs théoriques sont très impressionnantes avec une estimation à 600 Wh/kg.

Lors de la charge le LiS₂ se dissocie en Li et en S₈, ce dernier diffuse au travers d'un séparateur poreux. La cathode est généralement constituée d'une matrice en carbone, qui stock le soufre. La structure de carbone (nano-fibres) amène également ses excellentes capacités en conduction électriques, des caractéristiques électriques qui font défaut au soufre lui-même.

Cette technologie est non seulement très prometteuse en termes de capacités de stockage, mais le soufre a également l'avantage d'être bon-marché.

Aujourd'hui, le point faible de ce type de batteries est la dégradation des capacités de stockage qui découle de la dissolution des composés LiSn dans l'électrolyte. Les atomes de soufre ainsi dissous sont irréversiblement perdu et ne sont plus actif dans le processus de stockage. La durée de vie de tels accumulateur dépasse rarement les 200 cycles.

De nombreux groupes de recherche travaillent sur cette technologie afin d'augmenter significativement le nombre de cycles de charges sans dégradations.