Baterai isi ulang adalah baterai yang dapat diisi ulang dan digunakan berkali-kali. Baterai ini juga dikenal sebagai baterai penyimpanan karena mampu mengakumulasi dan menyimpan energi yang kemudian tersedia bagi pengguna saat ia menggunakan baterai tersebut. Baterai yang dapat diisi ulang kadang-kadang disebut sebagai sel sekunder juga, yang bertentangan dengan jenis yang tidak dapat diisi ulang yang merupakan sel primer.
Ketika baterai habis, ia mengalami perubahan elektrokimia. Dalam baterai yang tidak dapat diisi ulang, perubahan ini tidak dapat diubah. Baterai isi ulang, bagaimanapun, memiliki kemampuan untuk secara efisien membalikkan perubahan kimia yang terjadi selama pelepasan ketika energi listrik diterapkan padanya. Dengan cara ini, itu dikembalikan ke muatan penuh dan cocok untuk digunakan sekali lagi.
Kemampuan untuk reaksi balik, bagaimanapun, bukanlah satu-satunya karakteristik dari baterai isi ulang. Itu juga harus dapat mengalami reaksi balik secara efisien dan aman berkali-kali. Sebagai contoh, beberapa baterai dapat diisi ulang tetapi karena reaksi kimianya tidak sepenuhnya terbalik, baterai hanya dapat menjalani proses pengisian beberapa kali, dan kinerjanya setiap kali berturut-turut kurang efisien. Selain itu, gas berbahaya terkadang menumpuk, menyebabkan ledakan atau penyalaan baik selama atau setelah pengisian ulang.
Salah satu aplikasi pertama untuk baterai isi ulang adalah baterai mobil. Saat ini, banyak barang elektronik yang menggunakan baterai isi ulang, di antaranya telepon seluler, laptop, pemutar MP3, kamera video, dan peralatan listrik tanpa kabel. Bahkan, banyak produk modern yang didesain hanya menggunakan baterai isi ulang.
Baterai isi ulang datang dalam berbagai bentuk. Timbal dan asam sulfat, serta baterai alkaline dapat diisi ulang. Baterai nikel kadmium (NiCd) adalah jenis baterai isi ulang yang lebih tua yang kemudian dilampaui oleh baterai nikel metal hidrida (NiMH). Baterai NiCd memiliki memori dengan kapasitas yang cenderung menurun seiring waktu. Baterai NiMH jauh lebih rentan terhadap kehilangan memori. Baterai lithium ion (Li-ion) dan lithium ion polymer (Li-ion polymer) adalah dua jenis baterai isi ulang lainnya.
Meskipun baterai isi ulang umumnya lebih mahal daripada jenis sekali pakai, dalam jangka panjang lebih ekonomis karena dapat digunakan ratusan bahkan ribuan kali lipat. Selain itu, baterai NiMH atau Li-on yang dapat diisi ulang bekerja lebih lama pada peralatan elektronik dengan daya tinggi per pengisian daya daripada baterai alkaline sekali pakai.
Ada juga manfaat lingkungan untuk menggunakan baterai isi ulang. Karena satu baterai isi ulang dapat menggantikan ratusan, bahkan ribuan baterai sekali pakai, limbah yang dihasilkan jauh lebih sedikit. Secara dramatis berkurang juga adalah bahan beracun yang dikirim ke tempat pembuangan sampah.
Keterbatasan baterai isi ulang, seperti ketersediaan berbagai ukuran, dengan cepat berkurang. Baterai isi ulang sedang diproduksi dalam ukuran lebih dari sebelumnya. Kapasitas baterai meningkat, tingkat self-discharge semakin lama, waktu pengisian semakin pendek, dan harga menurun. Selain itu, pengisi daya baterai semakin pintar. Beberapa memiliki mikroprosesor yang dapat membaca jenis baterai yang ditempatkan ke dalam pengisi daya dan yang mencegah pengguna dari pengisian daya yang kurang atau pengisian daya yang berlebihan.