ลิเทียมออกซาเลตถูกใช้เป็นหลักในการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน โดยทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบลิเทียมที่จำเป็นสำหรับอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของแบตเตอรี่เหล่านี้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา ยานยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในปฏิกิริยาเคมีบางชนิดในฐานะสารรีดิวซ์หรือตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะในการสังเคราะห์อินทรีย์ ความสามารถในการสร้างคอมเพล็กซ์ที่เสถียรกับโลหะทำให้มีประโยชน์ในเคมีวิเคราะห์สำหรับการกำหนดและแยกไอออนโลหะ ในงานอุตสาหกรรม ลิเทียมออกซาเลตบางครั้งถูกใช้ในการผลิตแก้วและเซรามิกพิเศษ ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความต้านทานความร้อนและความต้านทานทางเคมี