تعمل بطاريات تخزين الطاقة المنزلية بناءً على تفاعلات تفريغ الشحنة الكهروكيميائية. لنأخذ بطارية الليثيوم-أيون على سبيل المثال، أثناء الشحن، يقوم مصدر طاقة خارجي بتوصيل الطاقة الكهربائية إلى البطارية. يتم إطلاق أيونات الليثيوم من مادة القطب الموجب، وتمر عبر محلول الإلكتروليت، ويتم إدخالها في مادة القطب السالب. وفي الوقت نفسه، تتدفق الإلكترونات من القطب الموجب إلى القطب السالب عبر دائرة خارجية، لتكتمل عملية الشحن وتخزن الطاقة الكهربائية على شكل طاقة كيميائية.
أثناء التفريغ، يتم عكس الوضع. يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. يتم إطلاق أيونات الليثيوم من القطب السالب وتعود إلى القطب الموجب، بينما تتدفق الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب عبر دائرة خارجية، مما يوفر الطاقة للأجهزة الكهربائية المتصلة. وتدور هذه العملية بشكل مستمر، مما يؤدي إلى تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية لتلبية احتياجات المنزل من الكهرباء في أوقات مختلفة.