وهو يتألف من القطب الموجب والقطب السالب والحجاب الحاجز والكهارل. في الوقت الحاضر، يتم استخدام مادة ثلاثية النيكل والمنغنيز والكوبالت أو فوسفات الحديد الليثيوم بشكل شائع كالقطب الموجب للمنتجات السائدة، في حين أن القطب السالب مصنوع في الغالب من الجرافيت ومواد الكربون الأخرى.

مع مزايا كثافة الطاقة العالية، عدم وجود تأثير للذاكرة، الشحن والتفريغ السريع، سرعة الاستجابة السريعة، التكوين المرن، دورة البناء القصيرة، وما إلى ذلك، يتم استخدامه على نطاق واسع في طاقة الرياح، الخلايا الكهروضوئية وغيرها من جوانب توليد الطاقة الجديدة، جانب الشبكة، مشاريع تخزين الطاقة من جانب المستخدم.

مبدأ العمل لنظام تخزين طاقة بطارية الليثيوم هو استخدام هجرة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة لتحقيق عملية الشحن والتفريغ، من أجل تحقيق تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية.

على وجه التحديد،نظام تخزين طاقة بطارية الليثيوم يتكون من بطاريات ليثيوم أيون متعددة يتأثر أداء أنظمة تخزين بطاريات Li-ion بمجموعة متنوعة من العوامل، مثل عدد خلايا البطارية والأداء الكهروكيميائي وهيكل حزمة البطارية ونظام إدارة التحكم. تتطلب سيناريوهات التطبيق المختلفة تصميم واختيار نظام مناسب لتخزين طاقة بطارية الليثيوم بناءً على المتطلبات الفعلية. عندما تكون الطاقة الكهربائية مطلوبة، يقوم نظام تخزين بطارية الليثيوم بتحويل الطاقة الكهربائية المخزنة إلى مخرج تيار مباشر، والذي تتم معالجته من خلال معدات مثل العاكسات وتزويده بالأحمال الخارجية. في هذا الوقت، ستهاجر أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب، وفي نفس الوقت تطلق طاقة كيميائية لإنتاج مخرجات الطاقة الكهربائية. عندما يحتاج نظام تخزين بطارية الليثيوم إلى تخزين الطاقة الكهربائية، يقوم مصدر طاقة خارجي بتوصيل الطاقة الكهربائية إلى نظام تخزين بطارية الليثيوم من خلال شاحن، ويتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية وتخزينها بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للليثيوم. بطارية أيونية أحادية الكتلة من خلال القناة الأيونية. في هذه العملية تهاجر الأيونات من القطب الموجب إلى القطب السالب لتشكل تفاعلًا كيميائيًا. خلايا، كل منها يتضمن قطبًا موجبًا، وقطبًا سالبًا، وإلكتروليتًا. يوجد غشاء يفصل بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، ولكن يمكن للإلكتروليت أن يمر عبر الحجاب الحاجز ليشكل قناة أيونية.