Литијум-јонске батерије са угљеничним материјалима као негативна електрода, једињења која садрже литијум као позитивна електрода, не постоји метални литијум, само литијум јони, што је литијум-јонска батерија. Литијум-јонска батерија се односи на литијум-јонско уграђено једињење као општи термин за батерију од катодног материјала. Процес пуњења и пражњења литијум-јонских батерија је процес уградње и уклањања литијум јона. Током уграђивања и де-ембеддинга литијум јона, оно је праћено уграђивањем и де-ембеддингом еквивалената електрона са литијум јонима (обично је позитивна електрода представљена уградњом или де-ембеддингом, док је негативна електрода представљена уметањем или растављање). У процесу пуњења и пражњења, литијум јони се уграђују / де-ембеддирају / де-ембеддирају и убацују / дезинсерирају напред и назад између позитивне и негативне електроде, што се фигуративно назива "батерија столице за љуљање".
Када се батерија напуни, литијум јони се стварају на позитивној електроди батерије, а резултујући литијум јони се крећу кроз електролит до негативне електроде. Угљеник као негативна електрода је слојевита структура, има много микропора, а литијум јони који доспеју до негативне електроде уграђени су у микропоре слоја угљеника, а што је више литијумових јона уграђено, то је већи капацитет пуњења. Слично томе, када се батерија испразни (тј. процес којим користимо батерију), јони литијума уграђени у угљенични слој негативне електроде излазе и враћају се на позитивну електроду. Што се више литијум јона враћа на позитивну електроду, то је већи капацитет пражњења.