Le batterie agli ioni di litio sono popolari perché presentano una serie di importanti vantaggi rispetto alle tecnologie concorrenti:

Sono generalmente molto più leggere di altri tipi di batterie ricaricabili della stessa dimensione. Gli elettrodi di una batteria agli ioni di litio sono realizzati in litio leggero e carbonio. Il litio è anche un elemento altamente reattivo, il che significa che molta energia può essere immagazzinata nei suoi legami atomici. Ciò si traduce in una densità energetica molto elevata per le batterie agli ioni di litio. Ecco un modo per avere una prospettiva sulla densità di energia. Una tipica batteria agli ioni di litio può immagazzinare 150 wattora di elettricità in 1 chilogrammo di batteria. Un pacco batteria NiMH (nichel-metallo idruro) può immagazzinare forse 100 wattora per chilogrammo, anche se da 60 a 70 wattora potrebbero essere più tipici. Una batteria al piombo può immagazzinare solo 25 wattora per chilogrammo. Utilizzando la tecnologia piombo-acido, sono necessari 6 chilogrammi per immagazzinare la stessa quantità di energia che può gestire una batteria agli ioni di litio da 1 chilogrammo.Mantengono la loro carica. Una batteria agli ioni di litio perde solo circa il 5% della sua carica al mese, rispetto a una perdita del 20% al mese per le batterie NiMH.Non hanno effetto memoria, il che significa che non è necessario scaricarle completamente prima di ricaricarle, come con altri prodotti chimici della batteria.Le batterie agli ioni di litio possono gestire centinaia di cicli di carica/scarica. 

Questo non vuol dire che le batterie agli ioni di litio siano impeccabili. Hanno anche alcuni svantaggi: 

Sono estremamente sensibili alle alte temperature. Il calore fa sì che i pacchi batteria agli ioni di litio si degradino molto più velocemente di quanto farebbero normalmente.Se scarichi completamente una batteria agli ioni di litio, si rovina.Un pacco batteria agli ioni di litio deve avere un computer di bordo per gestire la batteria. Questo li rende ancora più costosi di quanto non siano già. Molte di queste caratteristiche possono essere comprese osservando la chimica

All'interno di una batteria agli ioni di litio e di una cella :

Le celle agli ioni di litio possono essere batterie cilindriche che sembrano quasi identiche alle celle AA, oppure possono essere prismatiche, il che significa che sono quadrate o rettangolari Il computer, che comprende:

Uno o più sensori di temperatura per monitorare la temperatura della batteria

Un convertitore di tensione e un circuito regolatore per mantenere livelli sicuri di tensione e corrente

Un connettore schermato per notebook che consente il flusso di alimentazione e informazioni all'interno e all'esterno della batteria

Una presa di tensione, che monitora la capacità energetica delle singole celle nel pacco batteria

Un monitor dello stato di carica della batteria, che è un piccolo computer che gestisce l'intero processo di ricarica per assicurarsi che le batterie si carichino il più rapidamente e completamente possibile.

Se la batteria si surriscalda durante la ricarica o l'uso, il computer interromperà il flusso di alimentazione per cercare di raffreddare le cose. Se lasci il tuo laptop in un'auto estremamente calda e provi a utilizzare il laptop, questo computer potrebbe impedirti di accendersi fino a quando le cose non si raffreddano. Se le celle si scaricano completamente, il pacco batteria si spegne perché le celle sono rovinate. Può anche tenere traccia del numero di cicli di carica/scarica e inviare informazioni in modo che il misuratore della batteria del laptop possa dirti quanta carica è rimasta nella batteria.

È un piccolo computer piuttosto sofisticato e trae energia dalle batterie. Questo assorbimento di potenza è uno dei motivi per cui le batterie agli ioni di litio perdono il 5 percento della loro potenza ogni mese quando sono inattive.

Celle agli ioni di litio

Come con la maggior parte delle batterie, hai un involucro esterno in metallo. L'uso del metallo è particolarmente importante qui perché la batteria è pressurizzata. Questa cassa di metallo ha una specie di foro di sfiato sensibile alla pressione. Se la batteria diventa così calda da rischiare di esplodere per sovrapressione, questo sfiato rilascerà la pressione extra. La batteria sarà probabilmente inutile dopo, quindi questo è qualcosa da evitare. Lo sfiato è rigorosamente lì come misura di sicurezza. Così è l'interruttore PTC (Positive Temperature Coefficient), un dispositivo che dovrebbe impedire il surriscaldamento della batteria.

Questa custodia di metallo contiene una lunga spirale composta da tre fogli sottili premuti insieme:

-Un elettrodo positivo

-Un elettrodo negativo

-Un separatore

All'interno della custodia questi fogli sono immersi in un solvente organico che funge da elettrolita. L'etere è un solvente comune.

Il separatore è un sottilissimo foglio di plastica microforata. Come suggerisce il nome, separa gli elettrodi positivi e negativi consentendo il passaggio degli ioni.

L'elettrodo positivo è costituito da ossido di cobalto di litio o LiFePO4 . L'elettrodo negativo è in carbonio. Quando la batteria si carica, gli ioni di litio si muovono attraverso l'elettrolita dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo e si attaccano al carbonio. Durante la scarica, gli ioni di litio tornano al LiFePO4 dal carbonio.

Il movimento di questi ioni di litio avviene a un voltaggio piuttosto elevato, quindi ogni cella produce 3,7 /3,2 volt. Questo è molto più alto degli 1,5 volt tipici di una normale pila alcalina AA che acquisti al supermercato e aiuta a rendere le batterie agli ioni di litio più compatte in piccoli dispositivi come i telefoni cellulari. Vedere Come funzionano le batterie per i dettagli sulle diverse composizioni chimiche delle batterie.