Beaucoup de piles sont utilisées par groupe de 2,3,4 ou 6, en série. La performance d'un assemblage de piles branchées en série est celle de son élément le plus faible. De plus, si un élément était moins chargé que les autres, il serait parcouru par un courant électrique à cause des autres piles (ce qui reviendrait à le charger à l'envers). La protection la plus efficace est la coupure du circuit lorsque la tension fournie par les piles descend en-dessous d'un certain seuil. Pour des raisons aisées à comprendre, les fabricants de piles recommandent de changer toutes les piles en même temps et le même modèle de pile.
En moyenne, les piles électriques sont jetées alors qu'elles possèdent encore un tiers d'énergie utilisable, et 1/10 serait encore presque neuve. En effet, les appareils électroniques (appareil photo numérique, lecteur MP3, etc.) ont besoin d'une tension minimale pour fonctionner. Or, la tension de l'ensemble baisse au cours de la décharge, mais à une vitesse différente selon l'élément. Les piles possédant encore une certaine capacité peuvent alors encore être utilisées pour alimenter des appareils moins exigeants (réveil, jouet, lampe de poche, télécommande, etc.).
D'un point de vue scientifique, Les couples redox des piles (à l'anode et à la cathode) sont partiellement réversibles. Les réactions chimiques inverses sont possibles. La chute de tension de la pile, qui se produit naturellement lors de la décharge, peut être inversée par l'injection d'un courant, qui va favoriser la réaction inverse. Ce qui explique que les piles alcalines peuvent être réutilisées jusqu'à plusieurs dizaines de fois moyennant certaines conditions : ne pas laisser chuter la tension sous 1,25V et ne pas recharger au-delà de 1,70 V sous un courant de C/10. La recharge de pile au zinc est possible aussi mais plus aléatoire, le boitier en zinc ne se reconstituant pas.
Cette pratique est déconseillée par les fabricants, qui avertissent d'un risque d'échauffement des piles, de leur explosion ou d'une fuite acide. Il existe des appareils qui mettent en œuvre la réversibilité partielle des réactions chimiques qui se produisent lors de la décharge des piles. Ces appareils permettent de réutiliser plusieurs fois les piles alcalines, et réduire le gaspillage actuel des piles alcalines.
Précisons que chauffer une pile ne la régénère pas. Mais le fait de la laisser au repos permet au dépolarisant d'agir, libérant la cathode des produits qui bloquent l'absorption des électrons.