Οι μπαταρίες λιθίου είναι δευτερεύοντα συστήματα μπαταριών που χρησιμοποιούν δύο διαφορετικές ενώσεις παρεμβολής λιθίου που μπορούν να εισάγουν και να εξάγουν αναστρέψιμα ιόντα λιθίου ως θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια της μπαταρίας. Κατά τη φόρτιση, τα ιόντα λιθίου εξάγονται από το κρυσταλλικό πλέγμα του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου και εισάγονται στο κρυσταλλικό πλέγμα του υλικού του αρνητικού ηλεκτροδίου αφού περάσουν από τον ηλεκτρολύτη, καθιστώντας το αρνητικό ηλεκτρόδιο πλούσιο σε λίθιο και το θετικό ηλεκτρόδιο φτωχό σε λίθιο. Κατά την εκφόρτιση, τα ιόντα λιθίου εξάγονται από το κρυσταλλικό πλέγμα του υλικού του αρνητικού ηλεκτροδίου και διέρχονται. Ο ηλεκτρολύτης στη συνέχεια εισάγεται στο κρυσταλλικό πλέγμα του υλικού του θετικού ηλεκτροδίου, καθιστώντας το θετικό ηλεκτρόδιο πλούσιο σε λίθιο και το αρνητικό ηλεκτρόδιο φτωχό σε λίθιο. Με αυτόν τον τρόπο, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των θετικών και αρνητικών υλικών ηλεκτροδίων σε σχέση με το μεταλλικό λίθιο κατά την εισαγωγή και εξαγωγή ιόντων λιθίου είναι η τάση λειτουργίας της μπαταρίας.
