V lítium-iónovej batérii sa lítiové ióny (Li+) vnútorne pohybujú medzi katódou a anódou. Elektróny sa vo vonkajšom obvode pohybujú opačným smerom. Táto migrácia je dôvodom, prečo batéria napája zariadenie – pretože vytvára elektrický prúd.
Kým sa batéria vybíja, anóda uvoľňuje lítiové ióny do katódy, čím sa vytvára tok elektrónov, ktorý pomáha napájať príslušné zariadenie.
Keď sa batéria nabíja, dochádza k opaku: lítiové ióny sú uvoľňované katódou a prijímané anódou.