电池储能系统基于可以多次充放电而不会损坏的二次电池。电池是电化学装置，它们通过将电能转化为化学能来储存能量。这种化学能再次释放以产生能量。有许多重要的电池储能系统，一些已经成熟，一些是新的。常见类型包括机动车中的铅酸电池、镍镉和镍氢电池以及钠硫和锂离子电池. 电池系统的特点是吸收和释放能量时响应时间快，但它们都会随着时间和循环次数而老化。随着时间的推移，有些会失去电荷，从而限制了它们在长期存储中的使用。一种称为液流电池的不同类型的电池在外部储层中储存能量生产所需的化学物质。