Semasa mengecas, ion-ion litium Li+ membawa arus dari elektrod negatif ke positif, melalui elektrolit bukan akueus dan diafragma pemisah.[25]

Semasa mengecas, punca kuasa elektrik luaran (litar pengecas) mengenakan voltan berlebihan (voltan lebih tinggi tetapi sama kekutuban) daripada yang dihasilkan oleh bateri, memaksa arus untuk melalui arah bertentangan. Ion-ion litium kemudiannya berpindah dari elektrol positif ke negatif, di mana ion-ion tersebut terbenam di dalam bahan elektrod poros dalam proses yang dikenali sebagai interkalasi.

Prosedur mengecas

Prosedur mengecas bagi sel Li-ion tunggal, dan bateri Li-ion berbilang sel, adalah berbeza sedikit.

• Sel tunggal Li-ion dicas dalam dua peringkat:[12]

1. CC
2. CV

• Bateri Li-ion berbilang sel pula dicas dalam tiga peringkat:

1. CC
2. Penyeimbangan (tidak diperlukan sebaik bateri sudah seimbang)
3. CV

CC: Mengenakan arus pengecasan terhadap bateri, sehinggalah had voltan bagi setiap sel dicapai.

Penyeimbangan: Mengurangkan arus pengecasan (atau mengitar pengecasan hidup dan padam bagi mengurangkan arus purata) sementara keadaan cas bagi sel-sel individu dibawa ke satu tahap yang sama oleh litar penyeimbang, sehinggalah nbateri sudah seimbang. Sesetengah pengecas pantas melangkau peringkat ini. Sesetengah pengecas memperoleh penyeimbangan dengan mengecas setiap sel secara berasingan.

CV: Mengenakan voltan bersamaan dengan voltan sel maksimum didarab dengan bilangan sel sesiri kepada bateri, memandangkan arus semakin merosot secara beransur-ansur menghampiri 0, sehingga arus lebih rendah daripada ambang yang ditetapkan iaitu lebih kurang 3% daripada arus cas malar.

Pengecasan tambahan berkala dilakukan setiap 500 jam. Pengecasan puncak disyorkan untuk dilakukan apabila voltan berada di bawah 4.05 V/cell.

Bateri ion litium dicas pada voltan lebih kurang 4.2 ± 0.05 V/sel kecuali bateri "tentera jangka hayat panjang" yang menggunakan 3.92 V bagi melanjutkan usia bateri. Kebanyakan litar perlindungan memotong bekalan apabila voltan melebihi 4.3 V atau suhu melebihi 90 °C dicapai. Voltan bawah 2.50 V/sel menyebabkan litar perlindungan bateri menganggap bateri tersebut tidak boleh dicas semula menggunakan peralatan mengecas biasa. Kebanyakan litar bateri berhenti berfungsi pada 2.7–3.0 V/sel.

Kegagalan mematuhi limitasi arus dan voltan boleh menyebabkan letupan.[26]