Struktur baterai lithium relatif sederhana, terutama terdiri dari elektroda positif, elektroda negatif, elektrolit, dan pemisah. Elektroda positif dan negatif masing-masing dilapisi dengan bahan aktif dan dihubungkan ke terminal positif dan negatif baterai melalui pengumpul arus (seperti aluminium foil dan foil tembaga).
Elektrolit mengisi celah antara elektroda positif dan negatif, memungkinkan ion litium diangkut melalui struktur mikropori pemisah.
Selama pengisian, ion litium dilepaskan dari bahan elektroda positif, melewati elektrolit dan pemisah, dan kemudian dimasukkan ke dalam bahan elektroda negatif. Secara bersamaan, elektron mengalir dari elektroda positif ke elektroda negatif melalui sirkuit eksternal, menghasilkan arus pengisian.
Selama pemakaian, ion litium dilepaskan dari bahan elektroda negatif, melewati elektrolit dan pemisah, lalu-ditanam kembali ke dalam bahan elektroda positif. Secara bersamaan, elektron mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif melalui sirkuit eksternal, menghasilkan arus pelepasan.
