锂离子电池的充放电过程是通过锂离子在层状电极材料中的嵌入脱出过程实现的，在该过程中锂离子只会引起层间距的变化，而不会造成其他方面的改变，所以其库伦效率较高，也可以认为是一种比较理想的可逆电池。
以下视频为例，分别介绍充放电过程。
在充电过程中，外电路给电动车进行充电，在动力电池的内部有两个回路，锂离子内部，锂离子从正极，穿过隔膜和电极液来到负极测，锂离子外电路，正极的电子通过导线来到负极侧；电子和锂离子在负极材料的界面处发生反应，生成锂原子，然后嵌入到石墨材料中。
在放电过程中，电动车行驶进行对外放电，在动力电池的内部也是有两个回路，锂离子内部，锂离子从负极，穿过隔膜和电极液来到正极测，锂离子外电路，负极的电子通过导线来到正极侧；电子和锂离子在正极材料的界面处发生反应，生成锂原子，然后嵌入到电极材料中。
在充放电过程中，锂离子在正负极中往返运动，就像摇椅一样在摇来摇去，所以也有人称锂离子电池为摇椅电池。