リチウム-SOCl2バッテリの内部構造

一般に、電池は負荷を接続し、電子を負から正に動かすことで電流を発生させます。塩化チオニルリチウム電池では、負極でリチウム(Li)のイオン化により発生した電子が負荷を介して正極に流れる。正極では、電子を受け取る塩化チオニル(SOCl2)がリチウムイオンと化学反応して塩化リチウムなどの物質(LiCl、S、SO2)になります。

そのため、リチウムイオンは、電池内部の正負極間に挿入されたセパレータを介して両極間を移動する、すなわち、塩化リチウムと塩化チオニルの化学エネルギーへのリチウムと塩化チオニルの化学反応に基づいて塩化チオニルリチウム電池のエネルギーが発生する。そのため、化学反応がスムーズに進行しないと「電池切れ」状態になってしまいます。自然放電とは、負極で発生した電子が電池内部を通って正極に移動し、化学反応を起こす現象です。電池内の化学反応が少ない場合、自然な放電速度は非常に遅くなります。ほとんどの乾電池では、正極と負極の間にセパレータを介在させることで電子の移動が妨げられますが、実際には電子の動きが遅くなり、自然放電の原因となります。