O ânodo de uma bateria de íons de lítio é geralmente feito de compostos ativos de lítio, enquanto o cátodo é uma estrutura molecular especial de carbono. O principal componente do material de ânodo comum é o LiCoO2. Durante o carregamento, o potencial elétrico adicionado aos polos da bateria força os compostos de ânodo a liberar íons de lítio e incorporá-los no carbono com a estrutura laminar organizada pelas moléculas do cátodo. Quando descarregados, os íons de lítio são retirados do carbono lamelar e recolocados ao composto positivo. O movimento dos íons de lítio cria baterias de lítio de grande capacidade.
Embora o princípio da reação química seja muito simples, no entanto, na produção industrial real, há muito mais problemas práticos a serem considerados: o material eletrodo positivo precisa de aditivos para manter a atividade de carregamento múltiplo, e o material eletrodo negativo precisa ser projetado no nível da estrutura molecular para acomodar mais íons de lítio; Além de manter a estabilidade, o eletrólito preenchido entre eletrodos positivos e negativos precisa ter boa condutividade elétrica para reduzir a resistência interna da bateria.
Embora as baterias de íons de lítio tenham poucos dos efeitos de memória das baterias de níquel-cádmio, que funcionam por cristalização, elas raramente produzem tal reação em baterias de íons de lítio. No entanto, a capacidade das baterias de íons de lítio ainda diminuirá após o carregamento múltiplo e descarga. As razões são complexas e variadas. É principalmente a mudança dos materiais de ânodo e cátodo. A partir do nível molecular, a estrutura da cavidade contendo íons de lítio no ânodo e cátodo gradualmente entrará em colapso e ficará bloqueada. Do ponto de vista químico, é a passivação ativa dos materiais de ânodo e cátodo, que resulta em reações laterais e produz outros compostos estáveis. Na física, também haverá descascamento gradual do material de eletrodo positivo, o que acaba por reduzir o número de íons de lítio na bateria que podem se mover livremente durante o carregamento e descarga.
