Inventato dal medico francese Gaston Planténel 1859, l'acido al piombo fu la prima batteria ricaricabile per uso commerciale.Nonostante la sua età avanzata, la chimica del piombo continua ad essere ampiamente utilizzata oggi.Ci sono buone ragioni per la sua popolarità;l'acido di piombo è affidabile e poco costoso in base al costo per watt.Ci sono poche altre batterie che forniscono energia di massa a un prezzo così basso come il piombo acido, e questo rende la batteria conveniente per automobili, golf car, carrelli elevatori, gruppi di continuità (UPS) marini e.
La struttura a griglia della batteria al piombo è costituita da una lega di piombo.Il piombo puro è troppo morbido e non si sosterrebbe da solo, quindi vengono aggiunte piccole quantità di altri metalli per ottenere la resistenza meccanica e migliorare le proprietà elettriche.Gli additivi più comuni sono antimonio, calcio, stagno e selenio.Queste batterie sono spesso conosciute come "piombo-antimonio" e "piombo-calcio".
L'aggiunta di antimonio e stagno migliora il ciclo profondo, ma ciò aumenta il consumo di acqua e ne aumenta la necessitàpareggiare.Il calcio riduce l'autoscarica, ma la piastra positiva al piombo-calcio ha l'effetto collaterale di crescere a causa dell'ossidazione della griglia quando viene sovraccaricata.Le moderne batterie al piombo fanno anche uso di agenti dopanti come selenio, cadmio, stagno e arsenico per abbassare il contenuto di antimonio e calcio.
L'acido di piombo è pesante ed è meno durevole dei sistemi a base di nichel e litio quando sottoposto a ciclo profondo.Una scarica completa provoca tensione e ogni ciclo di scarica/carica sottrae permanentemente alla batteria una piccola quantità di capacità.Questa perdita è minima mentre la batteria è in buone condizioni operative, ma l'attenuazione aumenta quando le prestazioni scendono a metà della capacità nominale.Questa caratteristica di usura si applica a tutte le batterie in vari gradi.
A seconda della profondità di scarica, il piombo acido per applicazioni a ciclo profondo fornisce da 200 a 300 cicli di scarica/carica.Le ragioni principali del suo ciclo di vita relativamente breve sono la corrosione della griglia sull'elettrodo positivo, l'esaurimento del materiale attivo e l'espansione delle piastre positive.Questo fenomeno di invecchiamento è accelerato a temperature di esercizio elevate e quando si assorbono correnti di scarica elevate.
Caricare una batteria al piombo è semplice, ma è necessario rispettare i limiti di tensione corretti.La scelta di un limite di bassa tensione protegge la batteria, ma questo produce scarse prestazioni e provoca un accumulo di solfatazione sulla piastra negativa.Un limite di alta tensione migliora le prestazioni ma forma corrosione della griglia sulla piastra positiva.Mentre la solfatazione può essere invertita se riparata in tempo, la corrosione è permanente.
L'acido al piombo non si presta alla ricarica rapida e con la maggior parte dei tipi, una ricarica completa richiede 14-16 ore.La batteria deve essere sempre conservata completamente carica.Una carica bassa provoca solfatazione, una condizione che riduce le prestazioni della batteria.L'aggiunta di carbonio sull'elettrodo negativo riduce questo problema ma questo abbassa l'energia specifica.
Il piombo acido ha una durata di vita moderata, ma non è soggetto a memoria come lo sono i sistemi a base di nichel e la ritenzione della carica è la migliore tra le batterie ricaricabili.Mentre il NiCd perde circa il 40 percento dell'energia immagazzinata in tre mesi, il piombo acido si autoscarica la stessa quantità in un anno.La batteria al piombo funziona bene a basse temperature ed è superiore agli ioni di litio quando opera in condizioni sottozero.Secondo RWTH, Aquisgrana, Germania (2018), il costo dell'acido al piombo allagato è di circa $ 150 per kWh, uno dei più bassi delle batterie.
Tempo di pubblicazione: 13 novembre 2021