In der Lithium-Polymer-Batterie (LIB) findet sich das namensgebende Polymer im Elektrolyten. Dieser Elektrolyt wird in der LIB zum Transport der Lithiumionen zwischen den beiden Elektroden (Graphit bzw. Lithiummetalloxide, Lithiumeisenphophat) beim Laden bzw. Entladen benötigt. Flüssige organische Elektrolyte (z.B. Carbonate) zeigen zwar sehr gute Leitfähigkeiten, haben aber ein intrinsisches Sicherheitsproblem: Der brennbare Elektrolyt kann auslaufen. Daher werden Polymere (z.B. Polyvinylidendifluorid) im Elektrolyten verwendet, um ein Gel zu erhalten, das nicht ausläuft.
Eine noch höhere Sicherheit, auch bei der Verwendung von Metallanoden (d.h. Lithiumfolien), versprechen Polymerfestelektrolyte (d.h. Polymer + Lithiumsalz).[1] Noch weisen diese Festelektrolyte oftmals geringere Leitfähigkeiten im Vergleich zu Flüssig- oder Gelelektrolyten auf, vor allem bei tieferen Temperaturen. Nichtsdestotrotz werden Polymerfestelektrolyte bereits in kommerziellen Batterien verwendet, so z.B. im BlueCar von Bolloré.[2]

Erst in den 2000er-Jahren erlebten Polymer-basierte Batterien wieder eine Renaissance. Mit der Entwicklung der organische Radikalbatterie (ORB) in Japan konnten neue interessante Batterien geschaffen werden.[3] 
Ein 2,2,6,6-Tetramethylpipeidinyloxyl (TEMPO)-haltiges Polymer (PTMA – Poly (2,2,6,6-tertramethylpiperidinyloxy-4-yl-meth-acrylat) wird mit einem Kohlenstoffmaterial vermischt. Dies soll für eine bessere elektrische Leitfähigkeit sorgen, anschließend wird es zu Elektroden verarbeitet. Beim Laden wird das Polymer oxidiert, während sich auf der Seite der Anode Lithium abscheidet. Das besondere an diesen Batterien ist, dass sie sehr schnell, innerhalb weniger Minuten oder auch Sekunden, vollgeladen sind. Deshalb sind diese Batteriesysteme für die Forschung interessant und werden weiter intensiv untersucht – so auch im DFG Schwerpunktprogramm SPP 2248 „Polymer-basierte Batterien“.[4] 
Zudem nähern sich diese Systeme auch der kommerziellen Anwendung als druckbare Batterie.  Der Vorteil von Aktivmaterialien auf Kunststoffbasis liegt in einer einfachen Verarbeitung, welche vergleichsweise geringe Energie braucht. Auch druckbare Batterien können verwirklicht werden. 
Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien werden mit ORBs allerdings geringere Energiedichten erreicht.

Neben den kleinen druckbaren Polymer-basierten Batterien, gibt es auch Polymere für Redox-Flow-Batterien (RFB).[5] Hierbei werden flüssige Elektrolyte eingesetzt, also wasserlösliche 
Polymere in Wasser mit Kochsalz. Durch die großen Makromoleküle können Dialysemembranen ionenleitenden Membranen, welche in konventionellen RFBs verwendet werden, ersetzen. Die Elektrolyte werden in großen Speichertanks gelagert. Die RFB die einzige Batterietechnologie, bei der die Leistung (bestimmt durch die Zellstapel) und die Kapazität (bestimmt durch die Größe der Tanks) unabhängig voneinander skaliert werden kann. Hierdurch stellen diese mögliche Systeme für stationäre Energiespeicher dar.