Quando o lítio e o enxofre são combinados, eles reagem para formar um composto conhecido como sulfeto de lítio. Esse composto às vezes também é conhecido como sulfeto de dilítio, pois contém dois átomos de lítio e um átomo de enxofre.
O lítio é um dos metais mais reativos, então o composto pode ser facilmente preparado tratando-o com enxofre. Esse processo geralmente é feito em amônia anidra líquida. Semelhante ao lítio puro, o sulfeto de lítio também é altamente reativo. Quando exposto ao ar, o composto hidrolisa rapidamente para formar sulfeto de hidrogênio, um gás com um cheiro característico de ovo podre.
A pesquisa sobre a possibilidade de usar sulfeto de lítio em baterias é importante, pois tem o potencial de gerar muito mais energia do que as baterias de íon de lítio padrão.