Bên trong viên pin lithium-ion có hai điện cực: cực dương làm từ oxit kim loại chứa lithium, cực âm thường là than chì (graphite). Khi sạc, các ion lithium di chuyển từ cực dương sang len vào giữa các lớp than chì ở cực âm; khi dùng, chúng di chuyển ngược lại và sinh ra dòng điện. Mỗi lần đi qua lại như vậy, cấu trúc tinh thể ở hai điện cực chịu một chút hao mòn, một phần ion bị kẹt lại vĩnh viễn hoặc lớp màng mỏng bảo vệ ở cực âm (gọi là lớp SEI) dày lên. Càng nhiều chu kỳ, không gian còn lại để chứa ion lithium càng thu hẹp, nên dung lượng tối đa pin giữ được cứ giảm dần.

Có ba nguyên nhân chính khiến pin chai. Thứ nhất là số chu kỳ sạc-xả: mỗi lần sạc từ gần cạn lên đầy tính là một chu kỳ, và sau khoảng vài trăm chu kỳ, dung lượng pin thường chỉ còn khoảng 80% so với lúc mới. Thứ hai là nhiệt độ cao: nhiệt làm các phản ứng phụ trong pin diễn ra nhanh hơn, đẩy nhanh tốc độ dày lên của lớp SEI và làm điện cực xuống cấp sớm hơn nhiều so với để pin ở nơi mát. Thứ ba là mức điện áp cực đoan: giữ pin ở mức 100% quá lâu hoặc để tụt xuống gần 0% thường xuyên đều gây áp lực hoá học lên điện cực, trong khi sạc dừng ở khoảng 20-80% lại nhẹ nhàng hơn nhiều. Ngoài ra, ngay cả khi không dùng, thời gian trôi qua cũng khiến pin lão hoá chậm rãi.

Đó là lý do các hãng như Apple hiển thị chỉ số tình trạng pin theo phần trăm: một chiếc điện thoại dùng khoảng hai năm, sạc đều đặn mỗi ngày, thường còn khoảng 80-85% dung lượng gốc sau chừng 500 chu kỳ sạc đầy. Người chơi game nặng liên tục khiến máy nóng lên thường xuyên, hoặc để điện thoại trong xe hơi đóng kín giữa trưa nắng (nhiệt độ trong xe có thể lên tới 50-60 độ C), sẽ thấy pin chai nhanh hơn rõ rệt so với người dùng nhẹ nhàng, hay để máy nơi mát.

Nhiều người nghĩ để điện thoại sạc qua đêm sẽ làm pin quá tải và chai nhanh, nhưng máy hiện đại có mạch quản lý tự ngắt khi đầy rồi chỉ nạp bù nhỏ giọt, nên bản thân việc sạc qua đêm không phải thủ phạm chính - vấn đề thật sự là pin phải ở mức 100% kèm nhiệt độ hơi cao trong nhiều giờ liền. Một hiểu lầm khác là nên xả cạn pin về 0% trước khi sạc lại để luyện pin bền hơn, thói quen này đúng với pin niken cũ nhưng với lithium-ion thì ngược lại có hại, vì xả cạn thường xuyên gây áp lực lớn lên điện cực.