Bateri litium kobalt oksida ialah bateri sekunder yang menggunakan litium kobalt oksida sebagai bahan elektrod positif. Ia mempunyai ciri-ciri ketumpatan tenaga tinggi, platform voltan tinggi, kapasiti besar, jangka hayat yang panjang, dan prestasi kitaran yang baik, jadi ia digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti elektronik mudah alih, alat kuasa, kenderaan elektrik dan bidang lain.

Bahan elektrod positif bateri litium kobalt oksida ialah litium kobalt oksida (LiCoO2), dan bahan elektrod negatif biasanya grafit. Semasa proses pengecasan dan nyahcas bateri, LiCoO2 akan membebaskan ion Li+, yang akan bergerak ke grafit elektrod negatif untuk melengkapkan pemindahan cas. Platform voltan bateri lithium kobalt oksida biasanya sekitar 3.7V.

Walaupun bateri litium kobalt oksida mempunyai kelebihan ketumpatan tenaga yang tinggi dan jangka hayat yang panjang, kelemahannya juga jelas, seperti harga yang tinggi dan risiko keselamatan tertentu. Dengan pembangunan berterusan teknologi bateri baharu, beberapa bahan baharu seperti litium besi fosfat dan bahan ternary telah digunakan secara beransur-ansur, dan penggantian bateri litium kobalt oksida secara beransur-ansur menjadi tumpuan penyelidikan.