يشير مبدأ عمل بطاريات الليثيوم أيون إلى مبدأ الشحن والتفريغ الخاص بها. عندما يتم شحن البطارية، تتولد أيونات الليثيوم على القطب الموجب للبطارية، وتنتقل أيونات الليثيوم المتولدة إلى القطب السالب من خلال المنحل بالكهرباء. يستخدم كقطب سلبي وله هيكل متعدد الطبقات يحتوي على العديد من المسام الدقيقة.يتم دمج أيونات الليثيوم التي تصل إلى القطب السالب في المسام الدقيقة لطبقة الكربون.كلما زاد عدد أيونات الليثيوم المضمنة، زادت قدرة الشحن. وبنفس الطريقة، عندما يتم تفريغ البطارية (أي العملية التي نستخدم فيها البطارية)، يتم إطلاق أيونات الليثيوم المدمجة في طبقة الكربون للقطب السالب وانتقل مرة أخرى إلى القطب الموجب. كلما زاد عدد أيونات الليثيوم التي تعود إلى القطب الموجب، زادت قدرة التفريغ. ما نسميه عادة سعة البطارية يشير إلى سعة التفريغ. ليس من الصعب رؤية ذلك أثناء عملية الشحن والتفريغ من بطاريات الليثيوم أيون تكون أيونات الليثيوم في حالة حركة من القطب الموجب ← القطب السالب ← القطب الموجب. وإذا قارنا بطارية الليثيوم أيون بالكرسي الهزاز فإن طرفي الكرسي الهزاز هما قطبا البطارية ، وأيونات الليثيوم تشبه الرياضيين الممتازين، حيث تركض ذهابًا وإيابًا على طرفي الكرسي الهزاز. لذا، أطلق الخبراء على بطارية الليثيوم أيون اسمًا لطيفًا: بطارية الكرسي الهزاز.