A célula secundária de chumbo-ácido utilizado no acumulador consiste de placas positivas cheias de peróxido de chumbo (PbO2); placas negativas cheias de chumbo puro esponjoso (Pb); e um eletrólito constituído por uma mistura de ácido sulfúrico a 30 por cento e 70 por cento de água, por volume (H2SO4).
A reação química ocorre quando uma bateria fornece corrente, como mostrado na Figura.
O ácido sulfúrico no eletrólito rompe-se em íons de hidrogênio (H2) que transportam uma carga positiva e íons de sulfato (SO4) que transportam uma carga negativa.
Os íons SO4 combinam com a placa de chumbo e formam o sulfato de chumbo (PbSO4).
Ao mesmo tempo, eles fornecem a sua carga negativa, criando um excesso de elétrons na placa negativa.
Os íons H2 se deslocam para a placa positiva e combinam-se com o oxigênio do terminal de peróxido (PbO2) formando água (H2O) e, durante esse processo, os íons retiram elétrons da placa positiva.
O terminal de peróxido combina com alguns íons de SO4 para formar o terminal de sulfato na placa positiva.
O resultado dessa ação é que a placa positiva fica com deficiência de elétrons e a placa negativa apresenta excesso de elétrons.
Quando as placas são conectadas externamente por um condutor, os elétrons da placa negativa fluem para a placa positiva.
Esse processo continuará até que ambas as placas sejam revestidas com sulfato de chumbo e nenhuma outra reação química seja possível; a bateria é, então, dita descarregada.
O sulfato de chumbo é altamente resistente ao fluxo de corrente e é principalmente esta formação de sulfato de chumbo que diminui gradativamente a capacidade da bateria, até que ela esteja descarregada.
Durante o processo de carga, a corrente passa através do acumulador na direção inversa.
Uma fonte de alimentação CC é aplicada à bateria com o pólo positivo ligado à placa positiva da bateria e o pólo negativo ligado à placa negativa.
A tensão da fonte é maior do que a tensão da bateria. Isso faz com que a corrente flua em uma direção para carregar a bateria.
Os íons de SO4 são conduzidos de volta para a solução do eletrólito, onde eles se combinam com o H2, íons da água, formando assim o ácido sulfúrico.
As placas, em seguida, retornam à sua composição original de peróxido de chumbo e chumbo esponjoso.
Quando esse processo estiver completo, a bateria estará carregada.
A Figura mostra as mudanças químicas que ocorrem em uma bateria de chumbo-ácido durante a carga e a descarga.