Акумулятор після розряду може повторно заряджатися від декількох десятків до декількох тисяч разів, в залежності від конкретного типу. Найбільш поширеним є свинцевий кислотний акумулятор. принцип пристрою якого представлений на рис. 1.
Мал. 1. Принцип пристрою свинцевого акумулятора і електрохімічна схема розрядного процесу
У зарядженому стані анод (негативний електрод) такого акумулятора складається з свинцю, а катод (позитивний електрод) - з двоокису свинцю PbO2. Обидва електроди виготовлені пористими, щоб площа їхнього зіткнення з електролітом була якомога більше. Конструктивне виконання електродів залежить від призначення і ємності акумулятора і може бути вельми різноманітним.
Хімічні реакції при заряді і розряді акумулятора представляються формулою
Для заряду акумулятора теоретично потрібно питома енергія 167 Wh / kg. Цим же числом виражається, отже, і теоретичний його межа питомої акумулюючої здатності. Однак фактична яка акумулює здатність набагато менше, внаслідок чого з акумулятора при розряді зазвичай виходить електрична енергія приблизно 30 Wh / kg. Фактори, що зумовлюють зниження акумулюючої здатності, наочно представлені на рис. 2. ККД акумулятора (відношення енергії, одержуваної при розряді, до енергії, що витрачається при заряді) зазвичай знаходиться в межах від 70% до 80%.
Мал. 2. Теоретична і фактична питома яка акумулює здатність свинцевого акумулятора
Різними спеціальними заходами (підвищенням концентрації кислоти до 39%, використанням пластмасових конструкційних частин і мідних сполучних частин і ін.) Останнім часом вдалося підвищити питому акумулюючі здатність до 40 Wh / kg і навіть трохи вище.
Слід зазначити, що ще в 1980-і роки Прімененяются відкриті стаціонарні акумуляторні батареї, питома яка акумулює здатність яких знаходилася в межах від 5 Wh / kg до 10 Wh / kg.
З вищенаведених даних випливає, що питома яка акумулює здатність свинцевого акумулятора (а також, як буде показано надалі, і інших типів акумуляторів) істотно нижче, ніж первинних гальванічних елементів. Однак цей недолік зазвичай компенсується можливістю багаторазового заряду і, як результат, приблизно десятикратним зниженням вартості одержуваної з акумулятора електроенергії,? можливістю складати акумуляторні батареї з дуже великою енергоємністю (при необхідності, наприклад, до 100 MWh).
ЕРС свинцевого акумулятора залежить від щільності електроліту і може визначатися експериментальної формулою
Відповідно до цієї формули, початкова ЕРС акумулятора, в залежності від конкретного типу, знаходиться в межах від 2,05 V до 2,10 V. Напруга на затискачах акумулятора може в кінці розряду знизитися до 1,7 V, а в кінці заряду підвищитися до 2 , 6 V (рис. 3).
Мал. 3. Зміна напруги свинцевого акумулятора в деяких можливих процесах заряду і розряду
Кожен цикл заряду-розряду супроводжується деякими незворотними процесами на електродах, в тому числі повільним накопиченням невідновлювальних сірчанокислого свинцю в масі електродів. З цієї причини через певне число (зазвичай близько 1000) циклів акумулятор втрачає здатність нормально заряджатися. Це може статися і при тривалому невикористанні акумулятора, так як електрохімічний розрядний процес (повільний саморазряд) протікає в акумуляторі і тоді, коли він не з'єднаний із зовнішнім електричним колом. Свинцевий акумулятор втрачає через саморозряду зазвичай від 0,5% до 1% свого заряду в добу. Для компенсації цього процесу в електроустановках використовується постійний підзаряд при досить стабільному напрузі (в залежності від типу акумулятора, при напрузі від 2,15 V до 2,20 V).
Іншим незворотнім процесом є електроліз води ( «закипання» акумулятора), що виникає в кінці зарядного процесу. Втрату води легко компенсувати шляхом доливання, але виділяється водень може разом з повітрям привести до утворення вибухонебезпечної суміші в акумуляторному приміщенні або відсіку. Щоб уникнути небезпеки вриваючись повинна передбачатися відповідна належна вентиляція.
В останні 20 років з'явилися герметично закриті свинцеві акумулятори, в яких застосовується не рідкий, а желеподібний електроліт. Такі акумулятори можуть встановлюватися в будь-якому положенні, а крім того, з огляду на, що під час заряду вони не виділяють водню, можуть розміщуватися в будь-яких приміщеннях.
Крім свинцевих випускається більше 50 видів акумуляторів, заснованих на різних електрохімічних системах. У енергоустановках досить часто знаходять застосування лужні (з електролітом у вигляді розчину гідроксиду калію KOH) нікель-залізні і нікель-кадмієві акумулятори, ЕРС яких знаходиться в межах від 1,35 V до 1,45 V, а питома яка акумулює здатність - в межах від 15 Wh / kg до 45 Wh / kg. Вони менш чутливі до коливань температури навколишнього середовища і менш вимогливі до умов експлуатації. Вони мають також бoльшим терміном служби (зазвичай від 1000 до 4000 циклів заряду-розряду), але їх напруга змінюється під час розряду в більш широких межах, ніж у свинцевих акумуляторів, і ккд у них трохи нижче (від 50% до 70%).
Застосування свинцевих акумуляторів в засобах пересування (в автомобілях, на човнах, на поїздах і ін.) Утруднено через їх відносно великої маси, превишаюшей зазвичай масу двигунів внутрішнього згоряння, а в разі прийнятною маси - занадто малим пробігом після заряду (зазвичай приблизно 100 km). Тому для електромобілів і для інших електричних засобів пересування запропоновані різні акумулятори з більшою питомою акумулюючої здатністю.