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，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示）。在充放電過(guò)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。

當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)（即我們使用電池的過(guò)程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。

一般鋰離子電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時(shí)電池發(fā)熱也越大。而且，過(guò)大的電流充電，容量不夠滿，因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)要時(shí)間。就跟倒啤酒相同，倒太快的話會(huì)出現(xiàn)泡沫，反而不滿。

鋰離子電池也分成兩大類：不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池，它只能將化學(xué)能一次性地轉(zhuǎn)化為電能，不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，在使用時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，它是可逆的，如電能化學(xué)能鋰離子電池的重要特點(diǎn)。

關(guān)于小型鋰離子電池(如手機(jī)電池)來(lái)說(shuō)，它要求正負(fù)極活性材料要有盡可能高的電化學(xué)比容量，這樣才能保證鋰離子電池的較高容量，因此在正負(fù)極材料的選擇上重要考慮材料的電化學(xué)比容量大小。關(guān)于中型和大型鋰離子電池來(lái)說(shuō)，它要求正負(fù)極活性材料要有盡可能高的電化學(xué)比容量的前提。鋰離子電池的工作原理下，要具有優(yōu)良的可靠性和安全性，因此在正負(fù)極材料的選擇上考慮材料電化學(xué)比容量大小的同時(shí)，重要關(guān)注材料的安全性。關(guān)于特種鋰離子電池來(lái)說(shuō)，電池具備高能量的同時(shí)，電池在使用過(guò)程中的安全性也是非常重要的。目前的研究工作表明，鋰離子電池電化學(xué)性能和安全性能的進(jìn)一步提高重要依賴于正極材料的改進(jìn)。