鋰電池作為可充電池，可以重復多次使用。它的應用非常廣泛，如我們日常生活中的手機內部電池、充電寶、電動車電池等。
那么，鋰電池地如何充放電的呢？在回答這個問題之前，我們有必要先了解鋰電池的結構以及鋰的一些特性。
鋰電池只要由三部分組成，如下圖1-1所示，分別涂覆石墨的銅箔、涂覆鋰化合物的鋁箔和含有鋰的有機鹽的電解質。而鋰電池的充放電其實就是鋰離子與自由電子的往復移動。
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不同金屬有不同的電化學勢，所謂電化學勢，簡單來說，就是金屬失去電子的趨勢，如下圖1-2所示給出的一些常見金屬的電化學勢，其中最容易失去電子的鋰被用于鋰離子電池。
顯然，鋰失去電子的傾向最高，而氟失去電子的傾向最小。這是因為鋰的最外層只有一個電子，非常容易失去；而氟最外層有8個電子，非常穩(wěn)定（原子的最外層最多只能有8個電子，1個時最活躍，8個時最穩(wěn)定）。
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純鋰是一種高活性金屬，放到水里直接沸騰，但鋰的金屬氧化物非常穩(wěn)定，若我們以某種方式從這種金屬氧化物中分離出一個鋰原子，這個鋰原子極不穩(wěn)定，會瞬間形成一個鋰離子和一個電子，如下圖1-3所示。
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然而，正如上文所說，鋰作為金屬氧化物的一部分，處于金屬氧化物中比處于這種鋰原子游離的狀態(tài)要穩(wěn)定得多。所以，如果能為鋰和金屬氧化物之間的電子和鋰離子流動提供兩條不同的路徑，鋰原子會自動跑到金屬氧化物部分，這個電子的路徑就是外電路。
換言之，就像人一樣，相對于漂泊不定的日子，我們都喜歡穩(wěn)定的生活，鋰也是同理，若能夠依附其金屬氧化物達到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，它必是不喜歡以鋰離子和電子的狀態(tài)存在的。所以我們用電場力把鋰從金屬氧化物中提出來，然后又給它的離子和電子提供不同路徑（撤去外電場），如下圖1-4所示，它就會順勢回到氧化物中。
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實際的鋰離子電池含有電解質和石墨，如下圖1-5所示。其中石墨具有層狀結構，因此分離的鋰離子可以很容易地儲存在那里。石墨和金屬氧化物之間的電解質起到保護作用，它只允許鋰離子通過，不允許電子通過。
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當外加電源（電場）時，由于異性相吸，電源的正極顯然會從金屬氧化物的鋰原子中吸引電子，并推動這些電子沿外部電路流通，并到達石墨層。注意，這些電子不能流過電解質。
同時，帶正電的鋰離子也會被吸引到負極，并流過電解質，到達石墨層。此時石墨層就含有大量的鋰離子和電子。其中這些離子和電子就是鋰原子，但因為鋰原子不穩(wěn)定，所以就以鋰離子和電子的形式存在。
一旦金屬氧化物中的所有鋰原子到達石墨層，電池就充滿電。
此時，鋰原子的不穩(wěn)定狀態(tài)就像山頂?shù)男∏蛞粯樱坏┮瞥娫，并連接負載，鋰原子就會作為金屬氧化物的一部分恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。由于這種想要趨于穩(wěn)定的趨勢，電子鋰通過負載回到氧化物，而鋰離子穿過電解質回到氧化物，就像小球從山頂滑下來一樣，最后鋰離子和電子結合形成鋰原子固定在其金屬氧化物中。
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整個過程如圖1-7所示，注意，石墨在鋰離子電池的化學反應中沒有發(fā)揮作用，它只是鋰離子的存儲介質。
如果由于某些異常情況導致電池內部溫度升高，電解質干涸，此時鋰離子和電子全部沿同一路徑跑向氧化物，相當于陽極和陰極之間發(fā)生短路，這可能會導致火災或爆炸。
為了避免以上這種情況，在電極之間放置了一層絕緣層，如下圖1-8所示，稱為隔板。由于其微孔，隔膜可滲透鋰離子，但電子不能通過.
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在實際鋰電池中，石墨和金屬氧化物分別涂覆在銅箔和鋁箔上，箔在這里充當集電器，并且可以很容易地從集電極中取出正極片和負極片，如下圖1-9所示。其中銅箔引出負極，鋁箔引出正極。
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鋰的有機鹽用作電解質，并將其涂覆在隔板片上，所有這三塊板都圍繞一個中央鋼芯纏繞在圓柱體上，從而使鋰電池更加緊湊。標準鋰離子電池的電壓在3-4.2伏之間。
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