Liitiumpatareid on sekundaarsed akusüsteemid, mis kasutavad kahte erinevat liitiumi interkaleeruvat ühendit, mis võivad aku positiivsete ja negatiivsete elektroodidena liitiumioone pööratavalt sisestada ja eraldada. Laadimise ajal ekstraheeritakse liitiumioonid positiivse elektroodi materjali kristallvõrest ja sisestatakse pärast elektrolüüdi läbimist negatiivse elektroodi materjali kristallvõresse, muutes negatiivse elektroodi liitiumirikkaks ja positiivse elektroodi liitiumivaeseks; tühjenemise ajal ekstraheeritakse liitiumioonid negatiivse elektroodi materjali kristallvõrest ja läbivad. Seejärel sisestatakse elektrolüüt positiivse elektroodi materjali kristallvõresse, muutes positiivse elektroodi liitiumirikkaks ja negatiivse elektroodi liitiumivaeseks. Sel viisil on positiivse ja negatiivse elektroodi materjalide potentsiaalide erinevus liitiumioonide sisestamisel ja eemaldamisel metallilise liitiumiga aku tööpinge.
