鈦酸鋰離子電池由正、負(fù)極板（正極活性物質(zhì)為三元鋰，負(fù)極為鈦酸鋰）、隔閡、電解質(zhì)、極耳、不銹鋼（鋁合金）外殼等組成。正負(fù)極板是電化學(xué)反響的區(qū)域，隔閡、電解質(zhì)供給Li+的傳輸通道，極耳起到引導(dǎo)電流的效果。

電池充電時，Li+從三元鋰資猜中遷移到晶體外表，從正極板資猜中脫出，在電場力的效果下，進(jìn)入電解液，穿過隔閡，再經(jīng)電解液遷移到負(fù)極鈦酸鋰晶體的外表，然后嵌入負(fù)極鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)資猜中。與此一起，電子流經(jīng)過正極的鋁箔，經(jīng)極耳、電池極柱、負(fù)載、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的鋁箔電極，再經(jīng)導(dǎo)電體流到鈦酸鋰負(fù)極，使電荷達(dá)至平衡。

電池放電時，Li+從鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)資猜中脫嵌，進(jìn)入電解液，穿過隔閡，再經(jīng)電解質(zhì)遷移到三元鋰晶體的外表，然后從頭嵌入到三元鋰資猜中。與此一起，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的鋁箔電極，經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、負(fù)載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極，然后再經(jīng)導(dǎo)電體流到三元鋰正極，使電荷達(dá)至平衡。

由此可見，鈦酸鋰離子電池基本原理，就是在充、放電的進(jìn)程中，對應(yīng)的鋰離子在正負(fù)極之間來回的嵌脫，完成電池的充放電和向負(fù)載的供電。鈦酸鋰離子電池的充放電示意圖如圖所示。

電池充電時，正極失去電子，鋰離子脫出，嵌入到負(fù)極中;負(fù)極嵌入鋰離子的一起得到電子成為富鋰態(tài)。放電時的進(jìn)程正好相反。在Li+嵌入或脫嵌的反響進(jìn)程中，鈦酸鋰（Li4TI5O12）是一種抱負(fù)的嵌入型電極資料，Li+刺進(jìn)和脫嵌對資料結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響，因而被稱作零應(yīng)變資料，然后確保了其杰出的循環(huán)功能。

鈦酸鋰存在兩種不同相的分子結(jié)構(gòu)Li7TI5O12與Li4TI5O12。發(fā)生Li7TI5O12的晶體結(jié)構(gòu)與Li4Ti5O12的晶體結(jié)構(gòu)均為尖晶石結(jié)構(gòu)，且晶格常數(shù)改變很小，一起體積改變也很小。可以防止充放電循環(huán)中電極資料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞，然后進(jìn)步電極的循環(huán)功能和運用壽數(shù)，減少了隨循環(huán)次數(shù)的添加而帶來容量的衰減，使鈦酸鋰具有優(yōu)秀的循環(huán)功能。