De positieve elektrode is voornamelijk verantwoordelijk voor het leveren van de lithiumionen en elektronen die nodig zijn voor ontlading. Het is meestal gemaakt van lithiumcomposietoxiden (zoals ternaire materialen, lithiumijzerfosfaat). De materiaalkeuze bepaalt direct de energiedichtheid en het spanningsniveau van de batterij. De hoge energiedichtheid van ternaire lithiumbatterijen wordt bijvoorbeeld toegeschreven aan de eigenschappen van het positieve elektrodemateriaal; terwijl de hoge veiligheid van lithium-ijzerfosfaatbatterijen nauw verband houdt met de stabiele structuur van het positieve elektrodemateriaal.
De negatieve elektrode is verantwoordelijk voor het ontvangen en opslaan van lithiumionen. De gangbare materialen voor negatieve elektrodes zijn voornamelijk grafiet, en sommige hoogwaardige batterijen bevatten op silicium- gebaseerde materialen om de capaciteit te vergroten. Tijdens het opladen komen lithiumionen vrij uit de positieve elektrode, passeren de elektrolyt en de separator en worden ingebed in de poriën van het negatieve elektrodemateriaal; tijdens de ontlading komen deze lithiumionen weer vrij van de negatieve elektrode, keren terug naar de positieve elektrode en laten elektronen vrij om een elektrische stroom te vormen.
De elektrolyt zorgt ervoor dat lithiumionen vrij kunnen bewegen tussen de positieve en negatieve elektroden. Het wordt doorgaans verdeeld in vloeibare elektrolyten en vaste elektrolyten. Momenteel zijn vloeibare elektrolyten nog steeds de hoofdstroom in batterijen, bestaande uit lithiumzouten, organische oplosmiddelen en additieven. De ionische geleidbaarheid en stabiliteit van de elektrolyt hebben een directe invloed op de laadsnelheid en levensduur van de batterij. - Elektrolyten van hoge- kwaliteit maken de snelle overdracht van lithiumionen mogelijk, terwijl negatieve reacties met de positieve en negatieve elektroden worden vermeden.
De separator is een poreus membraan, meestal gemaakt van polyethyleen of polypropyleen. Het isoleert fysiek de positieve en negatieve elektroden, waardoor direct contact tussen hen en kortsluiting wordt voorkomen. Tegelijkertijd zorgt de poreuze structuur van de separator ervoor dat lithiumionen soepel passeren zonder de energieoverdracht te beïnvloeden. Wanneer de temperatuur van de batterij te hoog is, zullen sommige scheiders hun poriediameter verkleinen door de eigenschap "thermisch gesloten poriën" om de beweging van lithiumionen te voorkomen, waardoor thermische runaway wordt voorkomen en een "dubbele verzekering" wordt toegevoegd voor de veiligheid van de batterij.
Deze vier componenten vormen een goed-gecoördineerd 'team': de positieve elektrode levert energie, de negatieve elektrode slaat energie op, de elektrolyt transporteert energie en de scheider waarborgt de veiligheid. Het is hun gezamenlijke werk dat ervoor zorgt dat de batterij stabiel en continu stroom kan leveren aan mobiele telefoons, auto's, energieopslagapparaten, enz., en zo een onmisbare energiekern wordt in het moderne leven.
