Η μπαταρία μολύβδου, γνωστή και ως μπαταρία μολύβδου-οξέος, είναι ένας τύπος μπαταρίας με ηλεκτρόδια κυρίως κατασκευασμένα από μόλυβδο και ηλεκτρολύτη από διάλυμα θειικού οξέος. Γενικά χωρίζεται σε δύο τύπους: μπαταρίες ανοιχτού τύπου και μπαταρίες ελεγχόμενες με βαλβίδες. Το πρώτο απαιτεί τακτική συντήρηση με έγχυση οξέος, ενώ το δεύτερο είναι μια μπαταρία χωρίς συντήρηση.
Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος είναι ο παλαιότερος τύπος επαναφορτιζόμενης μπαταρίας που εφευρέθηκε από τον Γάλλο φυσικό Gaston Plante το 1859. Αν και έχει πολύ χαμηλό λόγο ενέργειας προς βάρος και χαμηλό λόγο ενέργειας προς όγκο, η ικανότητά τους να παρέχει υψηλά ρεύματα υπέρτασης σημαίνει ότι η μπαταρία έχει σχετικά μεγάλη αναλογία ισχύος προς βάρος. Αυτά τα χαρακτηριστικά, μαζί με το χαμηλό τους κόστος, τα καθιστούν ελκυστικά για χρήση σε μηχανοκίνητα οχήματα για να παρέχουν το υψηλό ρεύμα που απαιτείται για την εκκίνηση των κινητήρων.
Αν και η χημεία του μολύβδου έχει ωριμάσει, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα. Υπάρχουν αρκετοί λόγοι για τη δημοτικότητά του. Το μόλυβδο οξύ είναι αξιόπιστο και φθηνό με βάση το κόστος ανά watt. Σχεδόν καμία άλλη μπαταρία δεν μπορεί να παρέχει υψηλή ισχύ τόσο φθηνά όσο το μόλυβδο οξέος, καθιστώντας την οικονομικά αποδοτική σε αυτοκίνητα, καρότσια γκολφ, περονοφόρα ανυψωτικά μηχανήματα, πλοία και αδιάλειπτα τροφοδοτικά (UPS).
Η δομή πλέγματος των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι κατασκευασμένη από κράμα μολύβδου. Ο καθαρός μόλυβδος είναι πολύ μαλακός για να στηρίξει τον εαυτό του, επομένως προστέθηκε μικρή ποσότητα άλλων μετάλλων για να αποκτήσει μηχανική αντοχή και να βελτιώσει την ηλεκτρική απόδοση. Τα πιο κοινά πρόσθετα είναι το αντιμόνιο, το ασβέστιο, ο κασσίτερος και το σελήνιο. Αυτές οι μπαταρίες αναφέρονται συνήθως ως «αντιμόνιο μολύβδου» και «ασβέστιο μολύβδου».
Η προσθήκη αντιμονίου και κασσίτερου μπορεί να βελτιώσει τη βαθιά κυκλοφορία, αλλά αυτό θα αυξήσει την κατανάλωση νερού και τη ζήτηση για ισορροπία. Το ασβέστιο μπορεί να μειώσει την αυτοεκφόρτιση, αλλά οι πλάκες ασβεστίου μολύβδου μπορεί να έχουν παρενέργειες ανάπτυξης λόγω της οξείδωσης της πύλης κατά την υπερφόρτιση. Οι σύγχρονες μπαταρίες μολύβδου-οξέος χρησιμοποιούν επίσης παράγοντες ντόπινγκ όπως σελήνιο, κάδμιο, κασσίτερο και αρσενικό για τη μείωση της περιεκτικότητας σε αντιμόνιο και ασβέστιο.
Κατά τη διάρκεια του βαθιού ποδηλάτου, το μόλυβδο-οξύ είναι βαρύτερο από τα συστήματα με βάση το νικέλιο και το λίθιο και έχει μικρότερη αντοχή. Η πλήρης αποφόρτιση οδηγεί σε καταπόνηση και κάθε κύκλος εκφόρτισης/φόρτισης στερεί οριστικά από την μπαταρία μια μικρή ποσότητα φόρτισης. Όταν η μπαταρία είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας, η απώλεια είναι ελάχιστη, αλλά μόλις η απόδοση πέσει στο μισό της ονομαστικής χωρητικότητας, το ξεθώριασμα θα αυξηθεί. Αυτό το χαρακτηριστικό φθοράς ισχύει για όλες τις μπαταρίες σε διάφορους βαθμούς.
Σύμφωνα με το βάθος εκφόρτισης, το μόλυβδο-οξύ που χρησιμοποιείται για εφαρμογές βαθέων κύκλων μπορεί να παρέχει 200 έως 300 κύκλους εκφόρτισης/φόρτισης. Οι κύριοι λόγοι για τη σχετικά σύντομη διάρκεια ζωής του είναι η διάβρωση της πύλης στο θετικό ηλεκτρόδιο, η εξάντληση των ενεργών υλικών και η διαστολή της πλάκας του θετικού ηλεκτροδίου. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας και κατά την άντληση υψηλών ρευμάτων εκφόρτισης, αυτό το φαινόμενο γήρανσης θα επιταχυνθεί.
Η φόρτιση των μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι απλή, αλλά πρέπει να τηρούνται τα σωστά όρια τάσης. Η επιλογή ενός ορίου χαμηλής τάσης μπορεί να καλύψει την μπαταρία, αλλά μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση της απόδοσης και συσσώρευση θειικών αλάτων στην πλάκα του αρνητικού ηλεκτροδίου. Ο περιορισμός υψηλής τάσης μπορεί να βελτιώσει την απόδοση, αλλά θα δημιουργήσει διάβρωση της πύλης στην πλάκα του θετικού ηλεκτροδίου. Εάν επισκευαστεί έγκαιρα, η θείωση μπορεί να αντιστραφεί, αλλά η διάβρωση είναι μόνιμη.
Το μόλυβδο οξύ δεν μπορεί να φορτιστεί γρήγορα και για τους περισσότερους τύπους, χρειάζονται 14 έως 16 ώρες για να φορτιστεί πλήρως. Η μπαταρία πρέπει να είναι πάντα πλήρως φορτισμένη. Η χαμηλή ισχύς της μπαταρίας μπορεί να οδηγήσει σε θείωση, η οποία μπορεί να βλάψει την απόδοση της μπαταρίας. Η προσθήκη άνθρακα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μπορεί να μειώσει αυτό το πρόβλημα, αλλά μπορεί επίσης να μειώσει τη συγκεκριμένη ενέργεια.
