电池设备主要是由正极材料（如锂钴氧）、电解液和负极材料（如石墨）组成。每当充电时，锂离子从正极材料锂钴氧晶格中脱出，经过电解液后嵌入到层状石墨中；放电时，锂离子又从层状石墨的晶格中脱出，经过电解质后嵌入到锂钴氧中。在电池充放电的过程中，锂离子在正极和负极之间来回转移，所以锂电池也被形象地称为“摇椅电池”。近年来，科学家们对新型锂电池、尤其是高容量的锂硫、锂氧电池以及纳米硅电池的研发呈井喷态势，但由于合成工艺复杂、成本高、循环寿命短等原因，很多成果没能得到普及。