Litijum-jonske baterije sa ugljičnim materijalima kao negativna elektroda, spojevi koji sadrže litijum kao pozitivna elektroda, ne postoji metalni litijum, samo litijum joni, što je litijum-jonska baterija. Litijum-jonska baterija se odnosi na litijum-jonska ugrađena jedinjenja kao opšti termin za bateriju od katodnog materijala. Proces punjenja i pražnjenja litijum-jonskih baterija je proces ugradnje i de-embeddiranja litijum jona. Tokom ugrađivanja i de-embeddiranja litijum-jona, ono je praćeno ugrađivanjem i de-embeddingom ekvivalenata elektrona sa litijum-ionima (obično je pozitivna elektroda predstavljena ugradnjom ili de-embeddingom, dok je negativna elektroda predstavljena umetanjem ili rastavljanje). U procesu punjenja i pražnjenja, litijevi joni se ugrađuju / de-embeddiraju / de-embeddiraju i ubacuju/dezinseriraju naprijed-nazad između pozitivne i negativne elektrode, što se figurativno naziva "baterija stolice za ljuljanje".
Kada se baterija napuni, litijum ioni se generišu na pozitivnoj elektrodi baterije, a rezultirajući litijum ioni se kreću kroz elektrolit do negativne elektrode. Ugljik kao negativna elektroda je slojevita struktura, ima mnogo mikropora, a litijevi ioni koji dospiju do negativne elektrode ugrađeni su u mikropore sloja ugljika, a što je više litijevih iona ugrađeno, to je veći kapacitet punjenja. Slično, kada se baterija isprazni (tj. proces kojim koristimo bateriju), litijevi joni ugrađeni u sloj ugljika negativne elektrode izlaze i vraćaju se na pozitivnu elektrodu. Što se više litijevih jona vrati na pozitivnu elektrodu, to je veći kapacitet pražnjenja.