Wir nutzen seit einigerZeit viele elektrische Geräte "ohne Kabel". Viele dieser Geräte enthalten keine Batterien (Primärelemente) mehr, sondern Akkumulatoren (Sekundärelemente), die wir wieder aufladen können. Bekannteste Beispiele sind der Bleiakkumulator als Starterbatterie in Kraftfahrzeugen und Lithiumionenakkus, die in Smartphones und ähnlichen elektronischen Endgeräten verbaut werden und aktuell ebenfalls in Elektroautos zur Stromerzeugung zum Einsatz kommen.
Im Unterschied zu Primärelement sind bei Sekundärelmenten die Elektrodenreaktionen umkehrbar. Beim Entladevorgang laufen die Redoxprozesse zur Umwandlung von chemischer in elektrische Energie freiwillig auf Grund der Potentialdifferenz der Halbzellen ab. Beim Laden werden diese Prozesse durch Anlegen einer Gleichspannung (Elektrolyse) umgekehrt.
Bleiakkumulator
Der Bleiakkumulator besteht vereinfacht aus einer Blei(IV)-oxid- und einer Blei-Elektrode in einem Elektrolyten aus Schwefelsäure. Beim Entladen wird elementares Blei durch Abgabe von zwei Elektronen zur Bleisulfat oxidiert. An der Kathode wird durch Aufnahme der beiden Elektronen Blei(IV)-oxid zu Bleisulfat reduziert. Beim Ladevorgang werden die Prozesse umgekehrt, wodurch an der Kathode Blei und an der Anode Blei(IV)-oxid gebildet wird (vgl. interaktiver Ladevorgang).
Minuspol: $\ce{Pb + SO_4^{2-} <--> PbSO_4 + 2e^- }$
Pluspol: $\ce{PbO_2 + 2e^- + SO_4^{2-} + 4 H3O^+ <--> PbSO_4 + 6 H2O}$
Gesamtreaktion: $\ce{ Pb + PbO_2 + 2 SO_4^{2-} + 4 H3O^+ <--> 2 PbSO_4 + 6 H2O }$
Lithium-Ionen-Akku
Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind im Vergleich zu Bleiakkumulatoren, bei gleicher Kapazität, wesentlich kleiner und leichter. Als Elektrodenmaterial wird für den Minuspol Graphit verwendet, das auf Grund seiner Struktur Lithiumionen aus dem Elektrolyten, Lithiumperchlorat, einlagern und wieder abgeben kann. Den Einlagerungsvorgang nennt man Interkalation.