鋰離子電池可重復充電，重要依靠鋰離子在正極與負極之間的移動，實現能量的存儲和釋放。

充電過程

在電場的驅動下鋰離子從正極晶格中脫出，經過電解質，嵌入到負極晶格中。電壓低于3V，要先進行預充電，充電電流為設定電流的1/10，電壓升到3V后，進入標準充電過程。標準充電過程：以設定電流進行恒流充電，電池電壓升到4.20V時，改為恒壓充電，保持充電電壓為4.20V。此時，充電電流逐漸下降，當電流下降至設定充電電流的1/10時，充電結束。這是一般的鋰離子電池充電的一個過程，假如鋰離子電池存在于智能設備中，它的充電模式將會受到智能設備軟件的控制。

放電過程

放電過程正好與充電過程相反，鋰離子在電場用途下返回正極，電子通過外電路到達正極與鋰離子復合。電池放電，此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負極進入電解液里，穿過隔離材料上彎彎曲曲的小洞，到達正極，并與早就跑過來的電子結合在一起。