Comme toutes les batteries, une batterie d’accumulateurs au plomb utilise une réaction chimique pour stocker et générer de l’énergie électrique. Les batteries au plomb utilisent du plomb et de l’oxyde de plomb pour les composants de cathode et d’anode de la batterie et de l’acide sulfurique pour l’électrolyte. Ces batteries sont faciles et peu coûteuses à fabriquer, peuvent fournir une décharge de pointe élevée et sont rechargeables. Cependant, elles ne contiennent pas autant d’énergie par unité de poids que les batteries plus modernes. Ce type de batterie est largement utilisé pour alimenter les démarreurs électriques des véhicules à moteur dans d’autres applications où le coût est plus un facteur que le poids.
Toutes les batteries utilisent une cathode et une anode, constituées de substances qui échangeraient des électrons entre elles pour atteindre un état d’équilibre sans la présence d’une solution électrolytique qui inhibe ce transfert d’électrons. Lorsque le courant est tiré d’une batterie, les électrons peuvent circuler entre les deux pôles, de l’anode à la cathode, et la réaction chimique inhibée a lieu. Aucun électrolyte n’est capable d’isoler parfaitement l’anode et la cathode, et donc toutes les batteries perdent leur charge lentement au fil du temps. La plupart des batteries d’accumulateurs au plomb utilisent plusieurs cellules, de sorte que la même réaction chimique a lieu dans chaque cellule en même temps, un processus qui augmente le potentiel de décharge maximale de la batterie tout en réduisant la puissance totale qu’elle peut stocker.
Dans un accumulateur au plomb, l’anode et la cathode interagissent également chimiquement avec la solution d’électrolyte. Dans une batterie chargée, l’anode est constituée de plomb et la cathode d’oxyde de plomb. Au fur et à mesure que la batterie est déchargée, les deux électrodes sont converties en sulfate de plomb, car le bain d’électrolyte devient de moins en moins acide, jusqu’à ce qu’il ne reste plus que de l’eau dans la solution. Ce processus est inversé lorsqu’une batterie au plomb est chargée, et à pleine charge, la solution d’électrolyte d’une batterie au plomb est un bain très acide d’un tiers d’acide sulfurique.
Ce type de batterie est relativement facile à fabriquer, car tous les matériaux nécessaires sont abondants. En raison du rapport poids/puissance relativement faible dans une batterie d’accumulateurs au plomb, cependant, certains compromis doivent être faits dans leur conception. Les batteries conçues pour fournir une grande quantité de courant, telles que celles utilisées pour démarrer les véhicules à moteur, doivent être fabriquées en combinant de nombreuses cellules de batterie plus petites avec des électrodes larges, minces et fragiles. Lorsque l’énergie est nécessaire sur une longue période de temps, les batteries d’accumulateurs au plomb doivent contenir des cellules moins nombreuses mais plus grandes et plus durables. Une telle batterie d’accumulateurs au plomb serait un mauvais choix pour démarrer des véhicules, mais excellente pour fournir de petites quantités d’énergie portable pour les appareils de sauvegarde informatiques ou pour les appareils tels que les tondeuses à gazon électriques, qui n’ont jamais besoin de se déplacer loin d’une source d’alimentation.