后來，日本索尼公司發明了以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。

　　目前所說的鋰離子電池通常為鋰二次電池。

　　1990年日本SONY公司正式推出LiCoO2/石墨這種鋰離子電池，該電池成功的利用能可逆脫嵌鋰的碳材料替代金屬鋰作為負極，克服了鋰二次電池循環壽命低、安全性差的缺點，鋰離子電池得以商品化。標志著電池工業的一次革命。

　　鋰離子電池容易與下面兩種電池混淆：

　　（1）鋰電池：以金屬鋰為負極。

　　（2）鋰離子聚合物電池：用聚合物來凝膠化液態有機溶劑。或者直接用全固態聚合物電解質。

　　鋰離子電池一般以石墨類碳材料為負極。

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