Kladná elektróda je zodpovedná hlavne za poskytovanie lítiových iónov a elektrónov potrebných na vybitie. Zvyčajne sa vyrába z kompozitných oxidov lítia (ako sú ternárne materiály, fosforečnan lítno-železitý). Výber materiálu priamo určuje hustotu energie a úroveň napätia batérie. Napríklad vysoká hustota energie ternárnych lítiových batérií sa pripisuje charakteristikám materiálu kladnej elektródy; zatiaľ čo vysoká bezpečnosť lítium-železofosfátových batérií úzko súvisí so stabilnou štruktúrou materiálu kladnej elektródy.
Záporná elektróda je zodpovedná za príjem a ukladanie lítiových iónov. Najbežnejšími materiálmi pre záporné elektródy sú hlavne grafit a niektoré batérie vyššej kategórie-obsahujú materiály na báze kremíka-na zvýšenie kapacity. Počas nabíjania sa lítiové ióny uvoľňujú z kladnej elektródy, prechádzajú cez elektrolyt a separátor a sú zapustené do pórov materiálu zápornej elektródy; počas vybíjania sa tieto lítiové ióny opäť uvoľňujú zo zápornej elektródy, vracajú sa ku kladnej elektróde a uvoľňujú elektróny za vzniku elektrického prúdu.
Elektrolyt je zodpovedný za to, aby sa lítiové ióny mohli voľne pohybovať medzi kladnými a zápornými elektródami. Typicky sa delí na tekuté elektrolyty a tuhé elektrolyty. V súčasnosti sú v batériách stále hlavným prúdom tekuté elektrolyty, ktoré pozostávajú z lítiových solí, organických rozpúšťadiel a prísad. Iónová vodivosť a stabilita elektrolytu priamo ovplyvňujú rýchlosť nabíjania a životnosť batérie - vysoko-kvalitné elektrolyty umožňujú rýchly prenos lítiových iónov a zároveň zabraňujú nežiaducim reakciám s kladnými a zápornými elektródami.
Separátor je porézna membrána, typicky vyrobená z polyetylénu alebo polypropylénu. Fyzicky izoluje kladné a záporné elektródy, čím zabraňuje priamemu kontaktu medzi nimi a zabraňuje skratom. Pórovitá štruktúra separátora zároveň umožňuje hladký prechod lítiových iónov bez ovplyvnenia prenosu energie. Keď je teplota batérie príliš vysoká, niektoré separátory zmenšia svoj priemer pórov cez vlastnosť „tepelne uzavretých pórov“, aby zabránili pohybu lítiových iónov, čím zabránia tepelnému úniku a pridajú „dvojité poistenie“ pre bezpečnosť batérie.
Tieto štyri zložky sú ako dobre{0}}koordinovaný „tím“: kladná elektróda poskytuje energiu, záporná elektróda energiu uchováva, elektrolyt prenáša energiu a separátor zaisťuje bezpečnosť. Je to ich spoločná práca, ktorá umožňuje batérii stabilne a nepretržite poskytovať energiu pre mobilné telefóny, autá, zariadenia na ukladanie energie atď., čím sa stáva nevyhnutným energetickým jadrom moderného života.
