De structuur van een lithiumbatterij is relatief eenvoudig en bestaat voornamelijk uit een positieve elektrode, een negatieve elektrode, een elektrolyt en een separator. De positieve en negatieve elektroden zijn elk bedekt met actieve materialen en via stroomcollectoren (zoals aluminiumfolie en koperfolie) verbonden met de positieve en negatieve polen van de batterij.
De elektrolyt vult de opening tussen de positieve en negatieve elektroden, waardoor lithiumionen door de microporeuze structuur van de separator kunnen worden getransporteerd.
Tijdens het opladen komen lithiumionen vrij uit het positieve elektrodemateriaal, passeren de elektrolyt en de separator en worden vervolgens ingebed in het negatieve elektrodemateriaal. Tegelijkertijd stromen elektronen van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode via een extern circuit, waardoor een laadstroom wordt gegenereerd.
Tijdens het ontladen komen lithiumionen vrij uit het negatieve elektrodemateriaal, passeren de elektrolyt en de separator en worden vervolgens opnieuw- ingebed in het positieve elektrodemateriaal. Tegelijkertijd stromen elektronen van de negatieve elektrode naar de positieve elektrode via een extern circuit, waardoor een ontlaadstroom wordt gegenereerd.
