מיחזור סוללות אחסון אנרגיה מתייחס לסדרה של תהליכים הכוללים איסוף, מיון, בדיקה, תיקון, פירוק ושימוש חוזר של סוללות אגירת אנרגיה שהגיעו לסוף חיי השירות שלהן או שאינן מתאימות עוד לתרחישי היישום המקוריים שלהן.
מיחזור סוללות אחסון אנרגיה כולל מספר שלבים. ראשית, שלב האיסוף, המחייב הקמת מערך מיחזור מקיף כדי להבטיח איסוף סוללות משומשות ביעילות ובבטחה. הבא הוא מיון ובדיקה, תוך שימוש בציוד וטכניקות מיוחדות כדי לסווג את הסוללות הממוחזרות ולבדוק אינדיקטורים מרכזיים כגון קיבולת שנותרה ומצב בריאותי, מה שמספק בסיס לעיבוד הבא. ניתן לתקן או להרכיב סוללות שעדיין יש להן ערך שמיש לשימוש חוזר; סוללות שלא ניתן לתקן מפורקות כדי לחלץ מתכות וחומרים יקרי ערך, כגון ליתיום, קובלט וניקל. חומרים אלה יכולים לעבור עיבוד נוסף לשימוש בייצור סוללות חדשות או מוצרים אחרים.
ניתן לתקן סוללות ממוחזרות ולהשתמש בהן בתרחישים שבהם דרישות ביצועי הסוללה אינן גבוהות, כגון ספקי כוח לגיבוי וכלי רכב חשמליים במהירות נמוכה-, הארכת חיי הסוללה והפחתת עלויות התפעול. מאידך, מתכות וחומרים יקרי ערך המופקים באמצעות פירוק יכולים להיות מוכנסים מחדש לשרשרת הייצור של הסוללות, להפחית את התלות במשאבי מינרלים חדשים, להוזיל את עלויות הייצור ולהפחית את הזיהום הסביבתי במהלך הכרייה וההתכה.