羅切斯特理工學院整合製造研究中心訪問科學家肯尼斯·巴克爾對此做了解釋。
這個問題看似簡單直接，實際上卻充滿了微妙和複雜性。首先，必須確立電池的定義。有各種各樣的化學和機械裝置被稱為電池，儘管它們基於不同的物理原理執行。為了本文的解釋，電池將是一種能夠以化學形式儲存能量並在需要時將儲存的化學能轉化為電能的裝置。這些是最常見的電池，具有熟悉的圓柱形形狀。沒有任何電池可以實際儲存電能；所有電池都以其他形式儲存能量。即使在這個嚴格的定義範圍內，也有許多可能的化學組合可以儲存電能——這個列表太長，無法在此簡短的解釋中詳述。
化學蓄電池有兩種基本型別：可充電的，即二次電池，和不可充電的，即一次電池。在儲存能量或釋放電能方面，它們是相似的，問題僅僅在於所涉及的化學過程是否允許多次充電和放電。
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在回答這個問題之前，還有必要區分原電池和電池，正如我所定義的。前者是電化學儲存和放電的基本單元。電池由至少一個，也可能是許多個這樣的適當連線的電池組成。由於電池是實際發生儲存和放電的地方，因此這個答案將集中在那個層面發生的事情。
所有電化學電池都由兩個被一定距離隔開的電極組成。電極之間的空間填充著電解質——一種導電的離子液體。一個電極——陽極——允許電子流出。另一個電極——陰極——接收它們。能量儲存在構成陽極、陰極和電解質的特定化合物中——例如，分別為鋅、銅和SO4。
假設電池已經透過充電或製造獲得了充電狀態，陽極和陰極之間發生的化學反應的總體效應是釋放電能。陽極發生所謂的氧化反應：在放電過程中，來自電解質的兩個或多個離子與陽極結合形成化合物並釋放一個或多個電子。同時，陰極發生還原反應，其中陰極的材料、離子和自由電子結合形成化合物。
簡而言之，陽極的化學反應釋放電子，而陰極的反應吸收電子。當電解質和外部電路提供的電流路徑連線陽極和陰極時，兩個同時發生的反應繼續進行，在陽極釋放的電子透過外部電路連線，並在陰極發生化學反應，使電池發揮作用。電池可以繼續放電，直到其中一個或兩個電極的反應試劑用完為止。在一次電池中，這意味著其使用壽命的結束，但在二次電池中，這隻意味著該充電了。對於二次電池，充電過程是放電過程的逆過程。外部直流電源向陽極提供電子並從陰極移除電子，迫使化學反應反向進行，直到電池充電完成。
以上構成了對電池中儲存的電化學能量如何以放電過程中的電能形式移除並在二次電池的充電過程中恢復的簡化解釋。同時還會發生許多其他電化學和熱過程，對於大多數以電池形式包裝的實際電池組合，不可能完全表徵所有過程。因此，對主要反應的這種近似僅是對實際發生的情況的簡要解釋，儘管它應該有助於說明起作用的基本原理。