锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。
在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。
锂离子电池工作原理：
以一般的锂离子电池为例，其是以锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（电子）
充电负极上发生的反应为：6C+XLi++Xe- = LixC6
充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li（1-x）CoO2+LixC6
正极
正极材料：可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照：
正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。
充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-
放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
负极
负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐、硅基、锡基及纳米氧化钨作负极材料可能会更好。
负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。
充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
锂离子电池具有能量密度大，没有记忆效应，工作温度范围宽为-20℃～60℃，循环性能优越、可快速充放电及使用寿命长的优势。而且电池没有环境污染，被称为绿色电池。
