باتری سرب اسید که با نام باتری سرب اسید نیز شناخته می شود، نوعی باتری با الکترودهایی است که عمدتاً از سرب و الکترولیت از محلول اسید سولفوریک ساخته شده است. به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود: باتری های نوع باز و باتری های کنترل شده با شیر. اولی نیاز به نگهداری منظم تزریق اسید دارد، در حالی که دومی باتری بدون تعمیر و نگهداری است.
باتری های اسید سرب اولین نوع باتری قابل شارژ هستند که توسط فیزیکدان فرانسوی گاستون پلانت در سال 1859 اختراع شد. اگرچه نسبت انرژی به وزن و نسبت انرژی به حجم کم است، توانایی آن در ارائه جریان های بالا به این معنی است که باتری دارای یک نسبت قدرت به وزن نسبتاً بزرگ این ویژگی ها در کنار هزینه کم، آنها را برای استفاده در وسایل نقلیه موتوری جذاب می کند تا جریان بالای مورد نیاز برای راه اندازی موتورها را تامین کند.
اگرچه شیمی سرب به بلوغ رسیده است، اما امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. دلایل کافی برای محبوبیت آن وجود دارد. اسید سرب بر اساس هزینه هر وات قابل اعتماد و ارزان است. تقریباً هیچ باتری دیگری نمی تواند به ارزانی سرب اسید قدرت بالایی را تأمین کند و در اتومبیل ها، گاری های گلف، لیفتراک ها، کشتی ها و منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) مقرون به صرفه باشد.
ساختار شبکه باتری های سرب اسید از آلیاژ سرب ساخته شده است. سرب خالص آنقدر نرم است که نمی تواند خود را نگه دارد، بنابراین مقدار کمی از فلزات دیگر برای به دست آوردن استحکام مکانیکی و بهبود عملکرد الکتریکی اضافه شد. رایج ترین افزودنی ها آنتیموان، کلسیم، قلع و سلنیوم هستند. این باتری ها معمولا با نام های «آنتیموان سرب» و «کلسیم سرب» شناخته می شوند.
افزودن آنتیموان و قلع می تواند گردش خون عمیق را بهبود بخشد، اما این باعث افزایش مصرف آب و تقاضا برای تعادل می شود. کلسیم می تواند ترشحات خود را کاهش دهد، اما صفحات کلسیم سرب ممکن است عوارض جانبی رشد را به دلیل اکسیداسیون گیت در طول شارژ بیش از حد داشته باشند. باتری های سرب اسیدی مدرن همچنین از عوامل دوپینگ مانند سلنیوم، کادمیوم، قلع و آرسنیک برای کاهش محتوای آنتیموان و کلسیم استفاده می کنند.
در طول دوچرخه سواری عمیق، اسید سرب سنگین تر از سیستم های مبتنی بر نیکل و لیتیوم است و دوام ضعیف تری دارد. تخلیه کامل منجر به فشار می شود، و هر چرخه تخلیه/شارژ باتری را برای همیشه از مقدار کمی شارژ محروم می کند. هنگامی که باتری در شرایط کار خوب باشد، تلفات حداقل است، اما زمانی که عملکرد به نصف ظرفیت اسمی کاهش یابد، محو شدن افزایش می یابد. این مشخصه سایش برای همه باتری ها به درجات مختلف قابل استفاده است.
با توجه به عمق تخلیه، اسید سرب مورد استفاده برای کاربردهای چرخه عمیق می تواند 200 تا 300 سیکل تخلیه/شارژ را ارائه دهد. دلایل اصلی چرخه نسبتاً کوتاه آن خوردگی دروازه روی الکترود مثبت، تخلیه مواد فعال و انبساط صفحه الکترود مثبت است. در دماهای عملیاتی بالاتر و هنگام کشیدن جریان های تخلیه بالا، این پدیده پیری تسریع می شود.
شارژ باتری های سرب اسیدی ساده است، اما محدودیت های ولتاژ صحیح باید رعایت شود. انتخاب محدودیت ولتاژ پایین می تواند باتری را پوشش دهد، اما می تواند منجر به کاهش عملکرد و تجمع سولفات در صفحه الکترود منفی شود. محدودیت ولتاژ بالا می تواند عملکرد را بهبود بخشد، اما باعث ایجاد خوردگی دروازه در صفحه الکترود مثبت می شود. اگر به موقع تعمیر شود، سولفاته شدن می تواند معکوس شود، اما خوردگی دائمی است.
اسید سرب نمی تواند به سرعت شارژ شود و برای اکثر انواع، 14 تا 16 ساعت طول می کشد تا کاملا شارژ شود. باتری باید همیشه به طور کامل شارژ شود. قدرت باتری کم می تواند منجر به سولفاته شدن شود که می تواند به عملکرد باتری آسیب برساند. افزودن کربن به الکترود منفی می تواند این موضوع را کاهش دهد، اما می تواند انرژی ویژه را نیز کاهش دهد.
