แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีวัสดุคาร์บอนเป็นขั้วลบ สารประกอบที่มีลิเธียมเป็นขั้วบวก ไม่มีลิเธียมที่เป็นโลหะ มีเพียงไอออนลิเธียมซึ่งเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหมายถึงสารประกอบฝังตัวของลิเธียมไอออนเป็นคำทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่วัสดุแคโทด กระบวนการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นกระบวนการฝังและถอดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ระหว่างการฝังและการถอดการฝังของลิเธียมไอออน จะมาพร้อมกับการฝังและการถอดการฝังของอิเล็กตรอนที่เทียบเท่ากับลิเธียมไอออน (โดยปกติขั้วไฟฟ้าบวกจะแสดงโดยการฝังหรือยกเลิกการฝัง ในขณะที่ขั้วลบจะแสดงโดยการแทรก หรือถอดประกอบ). ในขั้นตอนการชาร์จและคายประจุ ลิเธียมไอออนจะถูกฝัง/ไม่ฝัง/ไม่ฝัง และใส่/ถอดกลับไปกลับมาระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและขั้วลบ ซึ่งเรียกโดยนัยว่า "แบตเตอรี่เก้าอี้โยก"
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนจะถูกสร้างขึ้นบนขั้วไฟฟ้าบวกของแบตเตอรี่ และไอออนลิเธียมที่ได้จะเคลื่อนผ่านอิเล็กโทรไลต์ไปยังขั้วลบ คาร์บอนที่เป็นขั้วลบมีโครงสร้างเป็นชั้น มีรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมาก และลิเธียมไอออนที่ไปถึงขั้วลบจะฝังอยู่ในรูพรุนขนาดเล็กของชั้นคาร์บอน และยิ่งมีไอออนลิเธียมฝังอยู่มากเท่าใด ความจุในการชาร์จก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน เมื่อแบตเตอรี่หมด (เช่น กระบวนการที่เราใช้แบตเตอรี่) ลิเธียมไอออนที่ฝังอยู่ในชั้นคาร์บอนของขั้วลบจะหลุดออกมาและเคลื่อนกลับไปที่ขั้วบวก ยิ่งมีลิเธียมไอออนที่กลับเข้าสู่ขั้วบวกมากเท่าใด ความสามารถในการคายประจุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น