Akumulatora darbības pamatprincips ietver ķīmiskās enerģijas un elektriskās enerģijas savstarpēju pārveidošanu, izmantojot elektroķīmiskas reakcijas. Akumulators parasti sastāv no pozitīvā elektroda (katoda), negatīvā elektroda (anoda), elektrolīta un separatora. Izlādes laikā anoda materiāls tiek oksidēts un atbrīvo elektronus; šie elektroni caur ārējo ķēdi plūst uz katodu, radot elektrisko strāvu, kas darbina ārējās ierīces. Vienlaikus elektrolīta joni migrē akumulatorā, lai saglabātu uzlādes līdzsvaru, ļaujot elektroķīmiskajai reakcijai turpināties nepārtraukti. Uzlādes laikā ārējs barošanas avots piegādā akumulatoram enerģiju, apvēršot iekšējās ķīmiskās reakcijas un uzglabājot enerģiju akumulatorā turpmākai lietošanai.
Akumulatora galvenā darbība ir atkarīga no potenciālās atšķirības starp katoda un anoda materiāliem. Dažādos akumulatoru tipos tiek izmantotas atšķirīgas ķīmisko materiālu kombinācijas, kā rezultātā mainās spriegums, kapacitāte, cikla kalpošanas laiks un pielietojuma raksturlielumi. Piemēram, svina-skābes akumulatoros kā katodu parasti izmanto svina dioksīdu, kā anodu svinu un kā elektrolītu sērskābes šķīdumu; tie tiek novērtēti to nobriedušās tehnoloģijas, zemo izmaksu un augstās uzticamības dēļ. Turpretim litija{4}}jonu akumulatori panāk enerģijas pārveidi, interkalējot un de{5}}interkalējot litija jonus starp katoda un anoda materiāliem. Tiem ir tādas priekšrocības kā augsts enerģijas blīvums, mazs svars un ilgs cikla mūžs, tādēļ tos plaši izmanto enerģijas uzglabāšanas sistēmās, elektroiekārtās un modernās nepārtrauktās barošanas avota (UPS) sistēmās.
Spriegums, strāva un jauda ir kritiski parametri, kas atspoguļo akumulatora darbības stāvokli. Uzlādes laikā elektroenerģija tiek piegādāta ar uzlādes iekārtu palīdzību, atjaunojot aktīvos materiālus augstā-enerģijas stāvoklī; izlādes laikā uzkrātā ķīmiskā enerģija tiek pārveidota elektriskajā enerģijā un tiek izvadīta caur ārēju ķēdi. Akumulatora pārvaldības sistēmām (BMS) ir būtiska loma mūsdienu akumulatoru lietojumprogrammās. Tie reāllaikā uzrauga spriegumu, strāvu, temperatūru un atlikušo jaudu un uzlabo darbības drošību un stabilitāti, izmantojot tādas funkcijas kā šūnu balansēšana, aizsardzība pret pārlādēšanu un pārmērīgas izlādes aizsardzība, tādējādi novēršot veiktspējas pasliktināšanos vai drošības problēmas, ko izraisa nepareiza lietošana.
