基本原理，就是在充、放電的過程中，對應的離子在正負極之間來回的嵌脫，完成電池的充放電和向負載的供電。
鈦酸鋰電池由正、負極板（正極活性物質爲三元鋰，負極爲鈦酸鋰）、隔膜、電解質、極耳、不鏽鋼（鋁合金）外殼等組成。正負極板是電化學反應的區域，隔膜、電解質提供Li的傳輸通道，極耳起到引導電流的作用。
電池充電時，Li+從三元鋰材料中遷移到晶體表面，從正極板材料中脫出，在電場力的作用下，進入電解液，穿過隔膜，再經電解液遷移到負極鈦酸鋰晶體的表面，然後嵌入負極鈦酸鋰尖晶石結構材料中。與此同時，電子流透過正極的鋁箱，經極耳、電池極柱、負載、負極極柱、負極耳流向負極的鋁箔電極，再經導電體流到鈦酸鋰負極，使電荷達至平衡。
電池放電時，Li從鈦酸鋰尖晶石結構材料中脫嵌，進入電解液，穿過隔膜，再經電解質遷移到三元鋰晶體的表面，然後重新嵌入到三元鋰材料中。與此同時，電子經導電體流向負極的鋁箔電極，經極耳、電池負極柱、負載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極，然後再經導電體流到三元鋰正極，使電荷達至平衡。
