Struktur Dalaman Bateri Li-SOCl2

Secara amnya, bateri menjana arus dengan menyambungkan beban dan menggerakkan elektron dari negatif ke positif. Dalam bateri litium tionyl klorida, elektron yang dihasilkan oleh pengionan litium (Li) dalam elektrod negatif mengalir ke elektrod positif melalui beban. Pada elektrod positif, tionyl klorida (SOCl2) yang menerima elektron akan bertindak balas secara kimia dengan ion litium untuk menjadi litium klorida dan bahan lain (LiCl, S, SO2).

Oleh itu, ion litium bergerak antara dua kutub melalui pemisah yang dimasukkan di antara elektrod positif dan negatif di dalam bateri, iaitu tenaga bateri litium tionyl klorida dijana berdasarkan tindak balas kimia litium dan tionyl klorida ke dalam bahan kimia litium klorida tenaga. Oleh itu, jika tindak balas kimia tidak berjalan dengan lancar, ia akan menjadi keadaan "mati bateri". Nyahcas semula jadi adalah fenomena di mana elektron yang dihasilkan oleh elektrod negatif bergerak ke elektrod positif melalui bahagian dalam bateri dan menjalani tindak balas kimia. Jika terdapat sedikit tindak balas kimia dalam bateri, kelajuan nyahcas semula jadi akan menjadi sangat perlahan. Dalam kebanyakan bateri kering, walaupun pemisah bersilang antara elektrod positif dan negatif menghalang pergerakan elektron, elektron sebenarnya bergerak perlahan, menyebabkan pelepasan spontan.