锂是化学周期表中最小、最活跃的金属元素。锂因其体积小、容量密度高而受到消费者和工程师的欢迎。但是化学特性过于活跃，会带来很大的危险。金属锂暴露在空气中，会与氧气发生剧烈的氧化反应，发生爆炸。

为了提高安全性和电压，科学家们使用石墨和钴酸锂等材料来存储锂原子。这些材料的分子结构形成了纳米级的精细存储晶格，可以用来存储锂原子。这样即使电池外壳破裂，氧气进入，氧分子也大到无法进入这些微小的蓄电池，这样锂原子就不会与氧气接触，避免爆炸。锂离子电池的这一原理使人们能够同时实现其高容量密度和安全性。

当锂离子电池充电时，阳极中的锂原子将失去电子并被氧化成锂离子。锂离子通过电解液游向负极，进入负极的蓄电池，获得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个过程是相反的。为了防止电池正负极直接接触造成短路，会在电池中加入有很多细孔的隔膜纸来防止短路。好的隔膜纸还能在电池温度过高时自动关闭气孔，让锂离子无法通过，防止发生危险。

当电芯过度充电到高于4.2V的电压时，就会开始产生副作用。过度充电压力越大，风险越高。当锂电池电芯的电压高于4.2V时，留在正极材料中的锂原子数不足一半，此时蓄电池往往会崩溃，导致电池容量永久性下降。如果继续充电，随后的锂金属将积聚在负电极材料的表面上，因为负电极的存储电池已经充满了锂原子。这些锂原子将从负极表面向锂离子方向生长枝晶。