锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中，放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合，锂离子的移动产生了电流，正极的材料需添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子，填充在正负极之间的电解液，减小电池内阻，需要有稳定性，良好导电性。