Bateria cu plumb acid, cunoscută și ca baterie cu plumb-acid, este un tip de baterie cu electrozi fabricați în principal din plumb și electrolit din soluție de acid sulfuric. În general, este împărțit în două tipuri: baterii de tip deschis și baterii cu supapă controlată. Primul necesită întreținere regulată prin injecție cu acid, în timp ce cel de-al doilea este o baterie fără întreținere.
Bateriile cu plumb-acid sunt cel mai vechi tip de baterie reîncărcabilă inventată de fizicianul francez Gaston Plante în 1859. Deși are un raport energie/greutate foarte scăzut și un raport energie/volum scăzut, capacitatea sa de a furniza curenți mari de supratensiune înseamnă că bateria are un raport putere/greutate relativ mare. Aceste caracteristici, împreună cu costul lor scăzut, le fac atractive pentru utilizare în autovehicule pentru a furniza curentul ridicat necesar pentru pornirea motoarelor.
Deși chimia plumbului s-a maturizat, este încă utilizată pe scară largă astăzi. Există suficiente motive pentru popularitatea sa. Acidul de plumb este fiabil și ieftin pe baza costului pe watt. Aproape nicio altă baterie nu poate furniza o putere mare la fel de ieftin ca plumbul-acid, ceea ce o face rentabilă în mașini, cărucioare de golf, stivuitoare, nave și surse de alimentare neîntreruptibilă (UPS).
Structura rețelei bateriilor cu plumb-acid este realizată din aliaj de plumb. Plumbul pur este prea moale pentru a se susține, așa că a fost adăugată o cantitate mică de alte metale pentru a obține rezistența mecanică și a îmbunătăți performanța electrică. Cei mai comuni aditivi sunt antimoniul, calciul, staniul și seleniul. Aceste baterii sunt denumite în mod obișnuit „antimoniu cu plumb” și „calciu cu plumb”.
Adăugarea de antimoniu și staniu poate îmbunătăți circulația profundă, dar acest lucru va crește consumul de apă și cererea de echilibru. Calciul poate reduce autodescărcarea, dar plăcile de plumb de calciu pot avea efecte secundare de creștere din cauza oxidării porții în timpul supraîncărcării. Bateriile moderne cu plumb-acid folosesc, de asemenea, agenți dopanți, cum ar fi seleniul, cadmiul, staniul și arsenul pentru a reduce conținutul de antimoniu și calciu.
În timpul ciclării profunde, plumbul-acidul este mai greu decât sistemele pe bază de nichel și litiu și are o durabilitate mai slabă. Descărcarea completă duce la efort, iar fiecare ciclu de descărcare/încărcare privează permanent bateria de o cantitate mică de încărcare. Când bateria este în stare bună de funcționare, pierderea este minimă, dar odată ce performanța scade la jumătate din capacitatea nominală, decolorarea va crește. Această caracteristică de uzură este aplicabilă tuturor bateriilor în diferite grade.
În funcție de adâncimea de descărcare, plumbul-acid utilizat pentru aplicații cu ciclu profund poate oferi 200 până la 300 de cicluri de descărcare/încărcare. Principalele motive pentru durata de viață relativ scurtă sunt coroziunea porții pe electrodul pozitiv, epuizarea materialelor active și extinderea plăcii electrodului pozitiv. La temperaturi de funcționare mai ridicate și la atragerea de curenți mari de descărcare, acest fenomen de îmbătrânire va fi accelerat.
Încărcarea bateriilor plumb-acid este simplă, dar trebuie respectate limitele corecte de tensiune. Alegerea unei limite de tensiune joasă poate acoperi bateria, dar poate duce la degradarea performanței și acumularea de sulfat pe placa electrodului negativ. Limitarea de înaltă tensiune poate îmbunătăți performanța, dar va forma coroziune porți pe placa electrodului pozitiv. Dacă este reparată în timp util, sulfatarea poate fi inversată, dar coroziunea este permanentă.
Acidul de plumb nu poate fi încărcat rapid și, pentru majoritatea tipurilor, este nevoie de 14 până la 16 ore pentru a se încărca complet. Bateria trebuie să fie întotdeauna complet încărcată. Puterea scăzută a bateriei poate duce la sulfatare, ceea ce poate deteriora performanța bateriei. Adăugarea de carbon la electrodul negativ poate reduce această problemă, dar poate, de asemenea, să scadă energia specifică.
