Les batteries au lithium sont des systèmes de batteries secondaires qui utilisent deux composés intercalaires de lithium différents qui peuvent insérer et extraire de manière réversible des ions lithium en tant qu'électrodes positives et négatives de la batterie. Pendant la charge, les ions lithium sont extraits du réseau cristallin du matériau de l'électrode positive et insérés dans le réseau cristallin du matériau de l'électrode négative après avoir traversé l'électrolyte, ce qui rend l'électrode négative riche en lithium et l'électrode positive pauvre en lithium ; pendant la décharge, les ions lithium sont extraits du réseau cristallin du matériau de l'électrode négative et traversent. L'électrolyte est ensuite inséré dans le réseau cristallin du matériau de l'électrode positive, rendant l'électrode positive riche en lithium et l'électrode négative pauvre en lithium. De cette manière, la différence de potentiel entre les matériaux des électrodes positives et négatives par rapport au lithium métallique lors de l'insertion et de l'extraction des ions lithium correspond à la tension de fonctionnement de la batterie.
