Anoda baterai lithium-ion biasanya terbuat dari senyawa aktif lithium 39, sedangkan katoda adalah struktur molekul karbon khusus. Komponen utama material anoda persekutuan adalah LiCoO2. Selama pengisian, potensi listrik yang ditambahkan ke kutub baterai memaksa senyawa anoda melepaskan ion litium dan memasukkannya ke dalam karbon dengan struktur laminar yang diatur oleh molekul katoda. Saat dilepaskan, ion litium ditarik keluar dari karbon lamelar dan disambungkan kembali ke senyawa positif. Pergerakan ion litium menghasilkan baterai litium berkapasitas besar.
Meskipun prinsip reaksi kimia sangat sederhana, namun dalam produksi industri yang sebenarnya, masih banyak lagi masalah praktis yang harus dipertimbangkan: bahan elektroda positif membutuhkan aditif untuk menjaga aktivitas pengisian ganda, dan bahan elektroda negatif perlu dirancang. pada tingkat struktur molekul untuk menampung lebih banyak ion litium; Selain untuk menjaga kestabilan, elektrolit yang diisi antara elektroda positif dan negatif perlu memiliki daya hantar listrik yang baik untuk mengurangi hambatan internal aki.
Meskipun baterai litium-ion memiliki sedikit efek memori dari baterai nikel-kadmium, yang bekerja melalui kristalisasi, baterai jarang menghasilkan reaksi seperti itu dalam baterai litium-ion. Namun, kapasitas baterai lithium-ion akan tetap berkurang setelah beberapa kali pengisian dan pengosongan. Alasannya rumit dan beragam. Ini terutama perubahan bahan anoda dan katoda itu sendiri. Dari tingkat molekuler, struktur rongga yang mengandung ion litium pada anoda dan katoda secara bertahap akan runtuh dan menjadi tersumbat. Dari sudut pandang kimia, ini adalah passivasi aktif dari bahan anoda dan katoda, yang menghasilkan reaksi samping dan menghasilkan senyawa lain yang stabil. Dalam fisika, juga akan terjadi pengelupasan material elektroda positif secara bertahap, yang pada akhirnya mengurangi jumlah ion litium dalam baterai yang dapat bergerak bebas selama pengisian dan pengosongan.

