تعمل بطاريات الليثيوم-أيون عبر آلية الإقحام، وهي عبارة عن إدخال عكسي للأيونات في مادة مضيفة ذات طبقات. أثناء التفريغ, الليثيوم تنفصل الأيونات ([latex]Li^+[/latex]) من قطب سالب (أنود)، وهو عادةً الجرافيت، وتتحرك عبر إلكتروليت غير مائي لتدخل في قطب موجب (كاثود)، وهو عادةً أكسيد فلزي. وتنتقل الإلكترونات عبر الدائرة الخارجية لتنتج تياراً.
