給電池外加一電勢差使電流方向與放電方向相反，自發電池反應便會逆向進行。某些情況下，反向電流中僅有一部分可再生形成電池的原始組分，而剩余部分則被不需要的副反應所消耗。雖然不大可能絕對區分開“一次”和“二次”體系，但確實存在大量完全不可逆電極，例如低氫過電位金屬如鎂在水性電解液中。
由于無論從熱力學還是動力學上，低氫都要優先于鎂離子的還原，故不可能對Mg(s)}Mgt電極進行充電。充電時，電池電壓高于其電動勢。對一些電池體系以恒電流完全充電后，隨著電極過充反應的開始，電壓急劇上升;而對其他一些電池則并不明顯。
對于實際電池體系，每一個特定的電池體系都對應著適當的充電制度，根據電池容量及充放電循環的能量效率可衡量電池的充電接受能力。
循環壽命是指電池在其性能(通過它的容量和能量效率測量)跌落至任意極限值前，所能承受的充放電循環次數。淺層次放電(<20%)時電池有較長的循環壽命。電池的標準側試中一般需要以額定容量的75%或80%來放電。
電池內部自放電反應會引起額定容量損失。可充式電池不僅要有高的循環系數，還必須滿足其他指標要求，尤其是要有一個良好的充電接受倍率。其控制因素有交換電流、電極表面積和性質、歐姆阻抗等，這些同樣影響著放電電流的大小。電池內阻在充電過程中尤其重要，高的充電電壓容易引起電池過熱，并且影響電池的化學及機械穩定性。此外，如果在充電過程中形成固相，組織結構要滿足尺寸穩定、均勻一致、無枝晶(特別對于金屬相，可以避免內部短路的發生)等條件。
由于副反應的存在，許多二次電池體系只有進行過充，即超過其理論容量進行充電才能達到滿充電狀態。水溶液電池過充時內部副反應通常有氫氣和氧氣的析出。副反應生成水的量有時可以通過調整陽極和陰極的相對容量來進行控制。如果有氣體生成，必須采取措施使其排除或重新化合(對于密封電池)。
一組電池有時會出現各個單體電池容量不一致的問題。此類電池組充電時有些電池會過充而有些電池未充滿。更重要的是，深度放電時，最低容量的電池可能會發生反極現象。此類現象發生時常常是部分電池，并不會出現在所有電池上，但對電池系統的破壞是災難性的，因此需要有一些電化學和電的反極保護裝置與電池系統相連。
