与基于铅和镍的结构类似，锂离子使用阴极（正电极），阳极（负电极）和电解质作为导体。阴极是金属氧化物，阳极由多孔碳组成。在放电期间，离子通过电解质和隔板从阳极流到阴极；电荷反转方向，离子从阴极流向阳极。
  
  当电池充电和放电时，离子在阴极（正电极）和阳极（负电极）之间穿梭；在放电时，阳极经历氧化或电子损失，并且阴极看到电子的减少或增益，充电可逆转运动。
  
  电池中的所有材料都具有理论上的特定能量，高容量和高功率输送的关键主要在于阴极，在过去10年左右，阴极已经成为锂离子电池的特征。常见的阴极材料是锂钴氧化物（或钴酸锂），锂锰氧化物（也称为尖晶石或锰酸锂），磷酸铁锂，以及锂镍镍钴（或NMC）和锂镍镍钴氧化物（或NCA）。