Când bateria cu fosfat de litiu și fier este încărcată de sursa de alimentare externă, electronul e de pe polul pozitiv trece de la circuitul extern la polul negativ, iar ionul de litiu Li + „sare” în electrolit de la polul pozitiv, „se târăște” prin orificiile de înfășurare din diafragmă și „înoată” către polul negativ, unde electronii sunt deja combinați cu acel pol negativ. Când bateria este descărcată, mecanismul este exact opus încărcării. Luând LiFePO ca exemplu, ecuația reacției sale chimice este:

Schema principiului de funcționare a bateriei cu litiu fosfat de fier

Încărcare: LiFePO4 - xLi+- xe - → xFePO4+(1-x) LiFePO4

Descărcare: FePO4+xLi++xe - → xLiFePO4+(1-x) LiFePO4

LiFePO, formula chimică corectă este LiMPO4, (M poate fi orice metal, cum ar fi Fe, Co, Mn, Ti etc.).

Structura sa fizică este structura olivină. Din perspectiva structurii, materialele catodice care pot fi utilizate în bateriile cu ioni de litiu pot fi și AyMPO4, Li1-xMFePO4, LiFePOMO etc.

Se caracterizează prin lipsă de elemente prețioase, preț scăzut al materiilor prime și resurse abundente de fosfor, fier și litiu pe pământ, astfel încât nu există nicio problemă mare în aprovizionarea cu materiale.

Pe lângă caracteristicile comune ale bateriilor cu litiu, există și câteva avantaje unice, cum ar fi tensiunea moderată de funcționare (3,2 V), capacitate mare (170 mAh/g), putere mare de descărcare, încărcare rapidă, durată lungă de viață (până la 2000 de ori) și stabilitate ridicată în medii cu temperaturi ridicate și căldură ridicată.