鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。
在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。在充放電過程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。
鋰離子電池工作原理：
以一般的鋰離子電池為例，其是以鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（電子）
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li（1-x）CoO2+LixC6
正極
正極材料：可選的正極材料很多，主流產(chǎn)品多採用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：
正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。
充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-
放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負(fù)極
負(fù)極材料：多採用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽、矽基、錫基及納米氧化鎢作負(fù)極材料可能會(huì)更好。
負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入。
充電時(shí)：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時(shí)：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
鋰離子電池具有能量密度大，沒有記憶效應(yīng)，工作溫度範(fàn)圍寬為-20℃～60℃，迴圈性能優(yōu)越、可快速充放電及使用壽命長的優(yōu)勢(shì)。而且電池沒有環(huán)境污染，被稱為綠色電池。
