แบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่รถยนต์ตะกั่วกรด 12 โวลต์ 40 แอมป์ชั่วโมง
พลังงานจำเพาะ	35–40 Wh / kg [ 1 ]
ความหนาแน่นของพลังงาน	80–90 Wh / L [ 1 ]
กำลังจำเพาะ	180 วัตต์ / กก. [ 2 ]
ประสิทธิภาพการชาร์จ/คายประจุ	50–95% [ 3 ]
ราคาพลังงาน/ราคาผู้บริโภค	7 ( sld ) ถึง 18 ( fld ) Wh /US$ [ 4 ]
อัตราการจำหน่ายด้วยตนเอง	3%–20%/เดือน[ 5 ]
ความทนทานของวงจร	<350 รอบ[ 6 ]
แรงดันไฟฟ้าเซลล์ที่ระบุ	2.1 V [ 7 ]
ช่วงอุณหภูมิการชาร์จ	อุณหภูมิต่ำสุด −35 °C อุณหภูมิสูงสุด 45 °C

แบตเตอรี่ ตะกั่วกรด เป็น แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ชนิดหนึ่งคิดค้นขึ้นครั้งแรกในปี 1859 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสกาสตง ปลองเต้นับเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ชนิดแรกที่เคยถูกสร้างขึ้น เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้รุ่นใหม่กว่า แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีความหนาแน่นของพลังงาน ค่อนข้างต่ำ และมีน้ำหนักมากกว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ชนิดนี้สามารถจ่ายกระแสไฟกระชาก สูง ได้ คุณสมบัติเหล่านี้ประกอบกับต้นทุนที่ต่ำ ทำให้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีประโยชน์สำหรับยานยนต์เพื่อจ่ายกระแสไฟสูงที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์สตาร์ทแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีอายุการใช้งานรอบการชาร์จค่อนข้างสั้น (โดยปกติไม่เกิน 500 รอบ) และอายุการใช้งานโดยรวมสั้น (เนื่องจากการเกิดซัลเฟตสองเท่าในสภาวะที่คายประจุ) รวมถึงใช้เวลาในการชาร์จนาน โดยเฉลี่ยแล้วแบตเตอรี่รถยนต์ใช้เวลาประมาณ 6 ถึง 12 ชั่วโมงในการชาร์จจนเต็มจากสภาวะที่คายประจุ

เนื่องจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่แพงเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีใหม่ ๆ จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย แม้ว่ากระแสไฟกระชากจะไม่สำคัญ และแบตเตอรี่แบบอื่นอาจให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าก็ตาม ในปี 1999 ยอดขายแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคิดเป็น 40–50% ของมูลค่าแบตเตอรี่ที่ขายทั่วโลก (ไม่รวมจีนและรัสเซีย) ซึ่งเทียบเท่ากับมูลค่าตลาดการผลิตประมาณ 15 พันล้าน ดอลลาร์ สหรัฐ^{[ 8 ]}แบตเตอรี่ตะกั่วกรดขนาดใหญ่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการจัดเก็บพลังงานสำรองในเครือข่ายโทรคมนาคม เช่นสถานีฐานระบบจ่ายไฟฉุกเฉินที่มีความพร้อมใช้งานสูงเช่น ที่ใช้ในโรงพยาบาล และระบบจ่ายไฟแบบแยกอิสระ สำหรับบทบาทเหล่านี้ อาจใช้เซลล์มาตรฐานที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อปรับปรุงเวลาการจัดเก็บและลดความต้องการในการ บำรุง รักษา แบตเตอรี่ แบบเจลเซลล์และ แบตเตอรี่ แบบแผ่นใยแก้วดูดซับเป็น ที่นิยม ใช้ในบทบาทเหล่านี้ ซึ่งเรียกรวมกันว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบควบคุมวาล์ว ( VRLA )

เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ พลังงานเคมีจะถูกเก็บไว้ในรูปของความต่างศักย์ระหว่างตะกั่ว โลหะ ที่ด้านลบและตะกั่วไดออกไซด์ที่ด้านบวก

ในปี 1801 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Nicolas Gautherot สังเกตเห็นว่าสายไฟที่ใช้ในการทดลองอิเล็กโทรไลซิสจะให้ กระแสไฟฟ้า รอง จำนวนเล็กน้อย หลังจากที่ถอดแบตเตอรี่หลักออกแล้ว^{[ 9 ]}ในปี 1859 แบตเตอรี่ตะกั่วกรดของ Gaston Plantéเป็นแบตเตอรี่ชนิดแรกที่สามารถชาร์จใหม่ได้โดยการส่งกระแสไฟฟ้าย้อนกลับผ่านเข้าไป แบตเตอรี่รุ่นแรกของ Planté ประกอบด้วยแผ่นตะกั่วสองแผ่นคั่นด้วยแถบยางและม้วนเป็นเกลียวแล้วแช่ในสารละลายที่มีกรดซัลฟิวริกประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์^{[ 10 ]}แบตเตอรี่ของเขาถูกนำมาใช้ครั้งแรกเพื่อจ่ายไฟให้กับไฟในตู้รถไฟขณะจอดอยู่ที่สถานี ในปี 1881 Camille Alphonse Faureได้คิดค้นแบตเตอรี่รุ่นปรับปรุงซึ่งประกอบด้วยโครงตาข่ายตะกั่วที่อัดวางตะกั่วออกไซด์ลงไปเป็นแผ่น การออกแบบนี้ผลิตได้ง่ายกว่าในปริมาณมาก ผู้ผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรดรายแรกๆ (ตั้งแต่ปี 1886) คือHenri Tudor

การใช้เจลอิเล็กโทรไลต์แทนของเหลวทำให้สามารถใช้แบตเตอรี่ในตำแหน่งต่างๆ ได้โดยไม่รั่วซึม แบตเตอรี่เจลอิเล็กโทรไลต์สำหรับใช้งานในทุกตำแหน่งถูกนำมาใช้ครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1920 และในทศวรรษ 1930 วิทยุพกพาแบบกระเป๋าเดินทางทำให้สามารถติดตั้งเซลล์ในแนวตั้งหรือแนวนอนได้ (แต่ไม่สามารถกลับหัวได้) เนื่องจากการออกแบบวาล์ว^{[ 11 ]}ในทศวรรษ 1970 ได้มีการพัฒนาแบตเตอรี่ ตะกั่วกรดแบบควบคุมด้วยวาล์ว ( VRLA ) หรือ แบตเตอรี่ แบบปิดผนึก ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่แบบแผ่น ใยแก้วดูดซับ ( AGM ) ที่ทันสมัย​​ทำให้สามารถใช้งานได้ในทุกตำแหน่ง

ในช่วงต้นปี 2011 ได้มีการค้นพบว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดใช้หลักการสัมพัทธภาพบางประการในการทำงาน และในระดับที่น้อยกว่านั้นแบตเตอรี่โลหะเหลวและเกลือหลอมเหลวเช่น Ca-Sb และ Sn-Bi ก็ใช้ปรากฏการณ์นี้เช่นกัน^{[ 12 ] [ 13 ]}

ในสภาวะที่คายประจุแล้ว ทั้งแผ่นขั้วบวกและขั้วลบจะกลายเป็นตะกั่ว(II)ซัลเฟต ( PbSO₄)₄และอิเล็กโทรไลต์ จะสูญเสีย กรดซัลฟิวริกที่ละลายอยู่ไปเป็นจำนวนมากและกลายเป็นน้ำเป็นหลัก

ปฏิกิริยาเพลทเชิงลบ

Pb(s) + HSO⁻ ₄(aq) → PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e ⁻

การปล่อยอิเล็กตรอนนำไฟฟ้าสองตัวทำให้ขั้วไฟฟ้าตะกั่วมีประจุลบ

เมื่ออิเล็กตรอนสะสมตัว พวกมันจะสร้างสนามไฟฟ้าที่ดึงดูดไอออนไฮโดรเจนและผลักไอออนซัลเฟต ทำให้เกิดชั้นคู่ใกล้กับพื้นผิว ไอออนไฮโดรเจนจะบังขั้วไฟฟ้าที่มีประจุจากสารละลาย ซึ่งจำกัดปฏิกิริยาเพิ่มเติมเว้นแต่จะปล่อยให้ประจุไหลออกจากขั้วไฟฟ้า

ผลการทดสอบเป็นบวก

พีบีโอ₂(s) + HSO⁻ ₄(aq) + 3 H⁺(aq) + 2e ⁻ → PbSO₄(s) + 2 H₂โอ (ล)

โดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของโลหะPbO₂.

ปฏิกิริยาทั้งหมดสามารถเขียนได้ดังนี้

Pb (s) + PbO₂(s) + 2 H₂ดังนั้น₄(aq) → 2 PbSO₄(s) + 2 H₂โอ (ล) ${\displaystyle E_{cell}^{\circ }=2.05{\text{ V}}}$

พลังงานสุทธิที่ปล่อยออกมาต่อโมล (207 กรัม) ของ Pb(s) ที่เปลี่ยนเป็นPbSO4₄พลังงาน (s) ประมาณ 400 กิโลจูล ซึ่งสอดคล้องกับการเกิดน้ำ 36 กรัม ผลรวมของมวลโมเลกุลของสารตั้งต้นคือ 642.6 กรัม/โมล ดังนั้นในทางทฤษฎี เซลล์หนึ่งสามารถผลิตประจุได้ 2 ฟาราเดย์ (192,971 คูลอมบ์) จากสารตั้งต้น 642.6 กรัม หรือ 83.4 แอมแปร์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมสำหรับเซลล์ 2 โวลต์ (หรือ 13.9 แอมแปร์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมสำหรับแบตเตอรี่ 12 โวลต์) ซึ่งคิดเป็น 167 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมของสารตั้งต้น แต่ในทางปฏิบัติ เซลล์ตะกั่ว-กรดให้พลังงานเพียง 30-40 วัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัมของแบตเตอรี่เท่านั้น เนื่องจากมวลของน้ำและส่วนประกอบอื่นๆ

แผ่นเนกาทีฟ

Pb(s) + H ₂ SO ₄ (aq) → PbSO ₄ (s) + 2H ⁺ (aq) + 2e ^-

แผ่นบวก

PbO ₂ (s) + H ₂ SO ₄ (aq) + 2H ⁺ (aq) + 2e ^- → PbSO ₄ (s) + 2H ₂ O(l)

ในสภาวะที่ชาร์จเต็มแล้ว แผ่นขั้วลบประกอบด้วยตะกั่ว และแผ่นขั้วบวกประกอบด้วยตะกั่วไดออกไซด์ สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกในน้ำสูง ซึ่งเป็นตัวกักเก็บพลังงานเคมีส่วนใหญ่

การชาร์จไฟเกินด้วยแรงดัน ไฟฟ้าสูง จะทำให้เกิดก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าซึ่งจะเกิดฟองและสูญเสียไป แบตเตอรี่ตะกั่วกรดบางประเภท (เช่น แบตเตอรี่แบบ "เติมน้ำ" แต่ไม่ใช่VRLA (AGM หรือเจล) ) ออกแบบมาให้สามารถตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์และเติมน้ำบริสุทธิ์เพื่อทดแทนส่วนที่สูญเสียไปในลักษณะนี้ได้

เนื่องจากการลดลงของจุดเยือกแข็งทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีแนวโน้มที่จะแข็งตัวได้ง่ายขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เย็น เมื่อแบตเตอรี่มีประจุต่ำและมีความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกต่ำตามไปด้วย

ระหว่างการจำหน่ายH⁺สารที่เกิดขึ้นที่แผ่นขั้วลบจะเคลื่อนที่เข้าสู่สารละลายอิเล็กโทรไลต์แล้วถูกใช้ไปที่แผ่นขั้วบวก ในขณะที่HSO⁻ ₄มีการใช้โปรตอนเกิดขึ้นที่แผ่นทั้งสองข้าง ส่วนในระหว่างการชาร์จจะเกิดกระบวนการตรงกันข้าม การเคลื่อนที่นี้อาจเกิดจากการไหลของโปรตอนที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ( กลไกของ Grotthuss ) หรือโดยการแพร่ผ่านตัวกลาง หรือโดยการไหลของตัวกลางอิเล็กโทรไลต์เหลว เนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์จะมากขึ้นเมื่อความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกสูงขึ้น ของเหลวจึงมีแนวโน้มที่จะไหลเวียนโดยการพาความร้อนดังนั้น เซลล์ที่มีตัวกลางเป็นของเหลวจึงมีแนวโน้มที่จะคายประจุและชาร์จประจุได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์เจลที่มีลักษณะคล้ายกัน

เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ชนิดนี้จึงมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเคมีอื่นๆ คือ สามารถตรวจสอบสถานะการชาร์จได้ค่อนข้างง่ายโดยการวัดความหนาแน่นจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์เท่านั้น ความหนาแน่นจำเพาะจะลดลงเมื่อแบตเตอรี่คายประจุ การออกแบบแบตเตอรี่บางแบบมีไฮโดรมิเตอร์ แบบง่ายๆ โดยใช้ลูกบอลลอยสีที่มีความหนาแน่น ต่างกัน เมื่อใช้ใน เรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าความหนาแน่นจำเพาะจะถูกวัดเป็นประจำและเขียนลงบนกระดานดำในห้องควบคุมเพื่อระบุว่าเรือสามารถอยู่ใต้น้ำได้อีกนานแค่ไหน^{[ 14 ]}

แรงดันไฟฟ้าวงเปิดของแบตเตอรี่สามารถใช้วัดสถานะการชาร์จได้เช่นกัน^{[ 15 ]}หากสามารถเข้าถึงการเชื่อมต่อกับเซลล์แต่ละเซลล์ได้ ก็สามารถกำหนดสถานะการชาร์จของแต่ละเซลล์ได้ ซึ่งสามารถใช้เป็นแนวทางในการประเมินสภาพโดยรวมของแบตเตอรี่ได้ มิเช่นนั้น อาจประเมินแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของแบตเตอรี่ได้

การชาร์จแบตเตอรี่แบบ IUoUเป็นกระบวนการชาร์จสามขั้นตอนสำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือ 2.1 โวลต์ต่อเซลล์ สำหรับเซลล์เดียว แรงดันไฟฟ้าสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1.8 โวลต์เมื่อมีโหลดในขณะที่คายประจุจนหมด ไปจนถึง 2.10 โวลต์ในวงจรเปิดเมื่อชาร์จเต็ม

แรงดันลอยตัวจะแตกต่างกันไปตามประเภทของแบตเตอรี่ (เซลล์แบบน้ำท่วม, อิเล็กโทรไลต์แบบเจล, แผ่นใยแก้วดูดซับ ) และมีค่าตั้งแต่ 1.8 V ถึง 2.27 V แรงดันสมดุลและแรงดันการชาร์จสำหรับเซลล์ที่เกิดซัลเฟตจะมีค่าตั้งแต่ 2.67 V ถึงเกือบ 3 V ^{[ 16 ]} (เฉพาะจนกว่าจะมีกระแสชาร์จไหล) ^{[ 17 ] [ 18 ]}ค่าเฉพาะสำหรับแบตเตอรี่แต่ละชนิดขึ้นอยู่กับการออกแบบและคำแนะนำของผู้ผลิต และโดยทั่วไปจะระบุไว้ที่อุณหภูมิพื้นฐาน 20 °C (68 °F) ซึ่งต้องปรับค่าตามสภาพแวดล้อม มาตรฐาน IEEE 485-2020 (เผยแพร่ครั้งแรกในปี 1997) เป็นแนวทางปฏิบัติที่แนะนำในอุตสาหกรรมสำหรับการกำหนดขนาดแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในการใช้งานแบบอยู่กับที่^{[ 19 ]}

สามารถสาธิตการทำงานของเซลล์ตะกั่ว-กรดได้โดยใช้แผ่นตะกั่วเป็นขั้วไฟฟ้าทั้งสอง อย่างไรก็ตาม โครงสร้างดังกล่าวผลิตกระแสไฟฟ้าได้เพียงประมาณหนึ่งแอมแปร์สำหรับแผ่นที่มีขนาดประมาณโปสการ์ด และใช้งานได้เพียงไม่กี่นาทีเท่านั้น

Gaston Planté ค้นพบวิธีที่จะเพิ่มพื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพให้มากขึ้น ในการออกแบบของ Planté แผ่นบวกและแผ่นลบทำจากแผ่นฟอยล์ตะกั่วสองแผ่นที่พันกันเป็นเกลียว คั่นด้วยแผ่นผ้าและม้วนขึ้น เซลล์ในตอนแรกมีความจุต่ำ จึงต้องใช้กระบวนการขึ้นรูป ที่ช้า เพื่อกัดกร่อนแผ่นฟอยล์ตะกั่ว ทำให้เกิดตะกั่วไดออกไซด์บนแผ่นและทำให้พื้นผิวหยาบขึ้นเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว ในตอนแรก กระบวนการนี้ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ปฐมภูมิ เมื่อมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลังจากปี 1870 ต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ก็ลดลงอย่างมาก^{[ 8 ]}แผ่น Planté ยังคงใช้ในการใช้งานแบบอยู่กับที่บางอย่าง โดยที่แผ่นจะถูกเซาะร่องด้วยกลไกเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว

ในปี ค.ศ. 1880 Camille Alphonse Faureได้จดสิทธิบัตรวิธีการเคลือบตะแกรงตะกั่ว (ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า) ด้วยสารละลายของตะกั่วออกไซด์ กรดซัลฟิวริก และน้ำ ตามด้วยขั้นตอนการบ่มซึ่งแผ่นโลหะจะถูกทำให้ร้อนอย่างอ่อนโยนในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง กระบวนการบ่มจะเปลี่ยนสารละลายให้กลายเป็นส่วนผสมของตะกั่วซัลเฟตซึ่งยึดติดกับแผ่นตะกั่ว จากนั้น ในระหว่างการชาร์จครั้งแรกของแบตเตอรี่ (เรียกว่าการก่อตัว ) สารละลายที่บ่มแล้วบนแผ่นโลหะจะถูกแปลงเป็นวัสดุที่ออกฤทธิ์ทางเคมีไฟฟ้า ( มวลที่ออกฤทธิ์ ) กระบวนการของ Faure ช่วยลดเวลาและต้นทุนในการผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้อย่างมาก และทำให้ความจุเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ของ Planté ^{[ 20 ]}วิธีการของ Faure ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน โดยมีการปรับปรุงเพียงเล็กน้อยในองค์ประกอบของสารละลาย การบ่ม (ซึ่งยังคงทำด้วยไอน้ำ แต่ปัจจุบันเป็นกระบวนการที่ควบคุมอย่างเข้มงวดมาก) และโครงสร้างและองค์ประกอบของตะแกรงที่ใช้สารละลาย

ตะแกรงที่ฟอเรพัฒนาขึ้นนั้นทำจากตะกั่วบริสุทธิ์ โดยมีแท่งเชื่อมต่อทำจากตะกั่วตั้งฉากกัน ในทางตรงกันข้าม ตะแกรงในปัจจุบันได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลและการไหลของกระแสไฟฟ้า นอกจากรูปแบบตะแกรงที่แตกต่างกัน (โดยอุดมคติแล้ว ทุกจุดบนแผ่นควรอยู่ห่างจากตัวนำไฟฟ้าเท่ากัน) กระบวนการผลิตในปัจจุบันยังใช้แผ่นใยแก้วบางๆ หนึ่งหรือสองแผ่นวางทับบนตะแกรงเพื่อกระจายน้ำหนักให้สม่ำเสมอยิ่งขึ้น และในขณะที่ฟอเรใช้ตะกั่วบริสุทธิ์สำหรับตะแกรงของเขา ภายในหนึ่งปี (1881) ตะแกรงเหล่านั้นก็ถูกแทนที่ด้วยโลหะผสมตะกั่ว- แอนติโมนี (8–12%) เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม ตะแกรงที่มีแอนติโมนีสูงจะมีการปล่อยไฮโดรเจนสูงกว่า (ซึ่งจะเร่งขึ้นเมื่อแบตเตอรี่มีอายุมากขึ้น) ดังนั้นจึงมีการปล่อยก๊าซมากขึ้นและค่าบำรุงรักษาที่สูงขึ้น ปัญหาเหล่านี้ได้รับการระบุโดยยูบี โทมัส และดับเบิลยู แฮริง ที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ในทศวรรษ 1930 และในที่สุดก็ทำให้เกิดการพัฒนาโลหะผสมตะแกรงตะกั่ว- แคลเซียมในปี 1935 สำหรับแบตเตอรี่สำรองในเครือข่ายโทรศัพท์ของสหรัฐอเมริกา งานวิจัยที่เกี่ยวข้องนำไปสู่การพัฒนาโลหะผสมตะกั่ว- ซีลีเนียมสำหรับแผ่นตะแกรงในยุโรปในอีกไม่กี่ปีต่อมา โลหะผสมตะกั่ว-แคลเซียมและตะกั่ว-ซีลีเนียมสำหรับแผ่นตะแกรงยังคงมีแอนติโมนีเป็นส่วนประกอบอยู่ แม้ว่าจะในปริมาณที่น้อยกว่าแผ่นตะแกรงที่มีแอนติโมนีสูงแบบเดิมมาก โดยแผ่นตะแกรงตะกั่ว-แคลเซียมมีแอนติโมนี 4-6% ในขณะที่แผ่นตะแกรงตะกั่ว-ซีลีเนียมมี 1-2% การปรับปรุงทางโลหะวิทยาเหล่านี้ทำให้แผ่นตะแกรงมีความแข็งแรงมากขึ้น ทำให้สามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงมีวัสดุที่ใช้งานได้มากขึ้น และทำให้แผ่นโลหะสามารถหนาขึ้นได้ ซึ่งส่งผลให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น เนื่องจากมีวัสดุให้สึกหรอมากขึ้นก่อนที่แบตเตอรี่จะใช้งานไม่ได้ โลหะผสมแอนติโมนีสูงสำหรับแผ่นตะแกรงยังคงใช้ในแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานซ้ำๆ เช่น ในการใช้งานสตาร์ทมอเตอร์ ซึ่งจำเป็นต้องชดเชยการขยายตัว/หดตัวของแผ่นโลหะที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง แต่การปล่อยก๊าซไม่มากนักเนื่องจากกระแสไฟชาร์จยังคงต่ำ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา แบตเตอรี่ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ไม่บ่อยนัก (เช่น แบตเตอรี่สำรอง) มักใช้ตะแกรงโลหะผสมตะกั่ว-แคลเซียมหรือตะกั่ว-ซีลีเนียมมากขึ้น เนื่องจากมีการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนน้อยกว่า จึงทำให้ค่าบำรุงรักษาลดลง ตะแกรงโลหะผสมตะกั่ว-แคลเซียมมีราคาถูกกว่าในการผลิต (ทำให้ต้นทุนเริ่มต้นของเซลล์ต่ำกว่า) มีอัตราการคายประจุเองต่ำกว่า และต้องการการเติมน้ำน้อยกว่า แต่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่าเล็กน้อย มีความแข็งแรงทางกลน้อยกว่า (จึงต้องใช้แอนติโมนีมากขึ้นเพื่อชดเชย) และมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนได้ง่ายกว่า (จึงมีอายุการใช้งานสั้นกว่า) เมื่อเทียบกับเซลล์ที่มีตะแกรงโลหะผสมตะกั่ว-ซีลีเนียม

ผลกระทบวงจรเปิดคือการสูญเสียอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างมาก ซึ่งสังเกตได้เมื่อแคลเซียมถูกแทนที่ด้วยแอนติโมนี เรียกอีกอย่างว่าผลกระทบที่ปราศจากแอนติโมนี^{[ 21 ]}

ส่วนผสมของตะกั่วในปัจจุบันประกอบด้วยผงคาร์บอนแบล็กแบเรียมซัลเฟตและลิกโนซัลโฟเนต แบเรียมซัลเฟตทำหน้าที่เป็นผลึกเริ่มต้นสำหรับปฏิกิริยาการเปลี่ยนตะกั่วเป็นตะกั่วซัลเฟตแบเรียมซัลเฟตต้องกระจายตัวอย่างสมบูรณ์ในส่วนผสมจึงจะมีประสิทธิภาพ ลิกโนซัลโฟเนตช่วยป้องกันไม่ให้แผ่นขั้วลบจับตัวเป็นก้อนแข็งในระหว่างรอบการคายประจุ แต่จะช่วยให้เกิดการก่อตัวของผลึกรูปเข็มยาวๆผลึกยาวเหล่านี้มีพื้นที่ผิวมากกว่าและสามารถเปลี่ยนกลับเป็นสถานะเดิมได้ง่ายเมื่อทำการชาร์จ ผงคาร์บอนแบล็กช่วยลดผลกระทบของการยับยั้งการก่อตัวที่เกิดจากลิกโนซัลโฟเนต สารกระจายตัวซัลโฟ เนต แนฟทาลีน คอนเดนเซตมีประสิทธิภาพในการขยายตัวมากกว่าลิกโนซัลโฟเนตและช่วยเร่งการก่อตัว สารกระจายตัวนี้ช่วยปรับปรุงการกระจายตัวของแบเรียมซัลเฟตในส่วนผสม ลดเวลาการแข็งตัว ทำให้แผ่นทนต่อการแตกหักมากขึ้น ลดอนุภาคตะกั่วขนาดเล็ก และทำให้คุณสมบัติในการใช้งานและการติดกาวดีขึ้น ช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ แนฟทาลีนซัลโฟเนตต้องการปริมาณลิกโนซัลโฟเนตประมาณหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งและมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า^{[ 22 ]}

เมื่อแห้งแล้ว แผ่นโลหะจะถูกวางซ้อนกันโดยมีแผ่นกั้นที่เหมาะสม และใส่ลงในภาชนะบรรจุเซลล์ แผ่นโลหะสลับกันจะประกอบเป็นขั้วบวกและขั้วลบสลับกัน และภายในเซลล์จะถูกเชื่อมต่อกันในภายหลัง (ลบต่อลบ บวกต่อบวก) แบบขนาน แผ่นกั้นจะป้องกันไม่ให้แผ่นโลหะสัมผัสกัน ซึ่งมิฉะนั้นจะทำให้เกิดการลัดวงจร ในเซลล์แบบใช้ของเหลวและแบบเจล แผ่นกั้นจะเป็นรางหรือหมุดฉนวน ซึ่งในอดีตทำจากแก้วหรือเซรามิก และปัจจุบันทำจากพลาสติก ในเซลล์ AGM แผ่นกั้นคือแผ่นใยแก้วเอง และแผ่นโลหะพร้อมแผ่นกั้นจะถูกบีบเข้าด้วยกันก่อนใส่ลงในเซลล์ เมื่ออยู่ในเซลล์แล้ว แผ่นใยแก้วจะขยายตัวเล็กน้อย ทำให้แผ่นโลหะถูกล็อคเข้าที่อย่างมีประสิทธิภาพ ในแบตเตอรี่หลายเซลล์ เซลล์จะถูกเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม ไม่ว่าจะผ่านตัวเชื่อมต่อผ่านผนังเซลล์ หรือโดยสะพานข้ามผนังเซลล์ การเชื่อมต่อภายในเซลล์และระหว่างเซลล์ทั้งหมดทำจากโลหะผสมตะกั่วชนิดเดียวกับที่ใช้ในตะแกรง นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการกัดกร่อนแบบกัลวานิก

แบตเตอรี่แบบดีพไซเคิลมีรูปทรงของขั้วบวกที่แตกต่างออกไป ขั้วบวกไม่ได้เป็นแผ่นเรียบ แต่เป็นแถวของทรงกระบอกหรือท่อตะกั่วออกไซด์เรียงต่อกัน ดังนั้นจึงเรียกว่ารูปทรงทรงกระบอกหรือทรงท่อข้อดีของรูปทรงนี้คือมีพื้นที่ผิวสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์มากขึ้น ทำให้มีกระแสการคายประจุและการชาร์จสูงกว่าเซลล์แบบแผ่นเรียบที่มีปริมาตรและความลึกของการชาร์จเท่ากัน เซลล์ที่มีขั้วไฟฟ้าทรงกระบอกมีความหนาแน่นของพลังงาน สูง กว่าเซลล์แบบแผ่นเรียบ ทำให้แผ่นทรงกระบอกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการกระแสสูงและมีข้อจำกัดด้านน้ำหนักหรือพื้นที่ เช่น สำหรับรถยกหรือสำหรับการสตาร์ทเครื่องยนต์ดีเซลในเรือ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากทรงกระบอกมีวัสดุที่ใช้งานได้น้อยกว่าในปริมาตรเดียวกัน จึงมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเซลล์แบบแผ่นเรียบที่เทียบเท่ากัน และวัสดุที่ใช้งานได้น้อยกว่าที่ขั้วไฟฟ้ายังหมายความว่ามีวัสดุที่จะหลุดออกก่อนที่เซลล์จะใช้งานไม่ได้น้อยลงด้วย นอกจากนี้ การผลิตขั้วไฟฟ้าทรงกระบอกให้ได้มาตรฐานอย่างสม่ำเสมอมีความซับซ้อนกว่า ซึ่งทำให้มีราคาแพงกว่าเซลล์แบบแผ่นเรียบ ข้อจำกัดเหล่านี้ทำให้ขอบเขตการใช้งานของแบตเตอรี่ทรงกระบอกมีจำกัด โดยจำกัดอยู่เฉพาะสถานการณ์ที่มีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับการติดตั้งแบตเตอรี่แบบแผ่นเรียบที่มีความจุสูงกว่า (และมีขนาดใหญ่กว่า)

ประมาณ 60% ของน้ำหนักของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบรถยนต์ที่มีพิกัดประมาณ 60 A·h คือตะกั่วหรือชิ้นส่วนภายในที่ทำจากตะกั่ว ส่วนที่เหลือคืออิเล็กโทรไลต์ แผ่นกั้น และตัวเรือน^{[ 8 ]}ตัวอย่างเช่น มีตะกั่วประมาณ 8.7 กิโลกรัม (19 ปอนด์) ในแบตเตอรี่ทั่วไปที่มีน้ำหนัก 14.5 กิโลกรัม (32 ปอนด์)

แผ่นกั้นระหว่างแผ่นบวกและแผ่นลบป้องกันการลัดวงจรผ่านการสัมผัสทางกายภาพ ส่วนใหญ่ผ่านเดนไดรต์ ( การเกิดกิ่งก้านสาขา ) แต่ยังรวมถึงการหลุดร่วงของวัสดุที่ใช้งานอยู่ด้วย แผ่นกั้นช่วยให้ไอออนไหลผ่านระหว่างแผ่นของเซลล์ไฟฟ้าเคมีเพื่อสร้างวงจรปิด แผ่นใยแก้ว ยาง และ พลาสติก PVCหรือโพลีเอทิลีนถูกนำมาใช้ทำแผ่นกั้น^{[ 23 ]}

แผ่นกั้นที่มีประสิทธิภาพต้องมีคุณสมบัติทางกลหลายประการ รวมถึงการซึมผ่านได้ ความพรุนการกระจายขนาดรูพรุนพื้นที่ผิวจำเพาะการออกแบบและความแข็งแรงทางกลความต้านทานไฟฟ้า การนำ ไฟฟ้าของไอออนและความเข้ากันได้ทางเคมีกับอิเล็กโทรไลต์ ในการใช้งาน แผ่นกั้นต้องมีความทนทานต่อกรดและการออกซิเดชัน ได้ดี พื้นที่ของแผ่นกั้นต้องมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ของแผ่นเล็กน้อยเพื่อป้องกันการลัดวงจรระหว่างแผ่น แผ่นกั้นต้องคงความเสถียรใน ช่วง อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่

ใน แบตเตอรี่แบบ แผ่นใยแก้วดูดซับ ( AGM ) แผ่นกั้นระหว่างแผ่นตัวนำจะถูกแทนที่ด้วย แผ่น ใยแก้วที่ชุ่มด้วยอิเล็กโทรไลต์ มีอิเล็กโทรไลต์อยู่ในแผ่นเพียงพอที่จะทำให้แผ่นเปียกอยู่เสมอ และหากแบตเตอรี่ถูกเจาะ อิเล็กโทรไลต์จะไม่ไหลออกมาจากแผ่น จุดประสงค์หลักของการแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวในแบตเตอรี่แบบเติมน้ำด้วยแผ่นใยแก้วกึ่งอิ่มตัวก็คือ เพื่อเพิ่มการขนส่งก๊าซผ่านแผ่นกั้นอย่างมาก ก๊าซไฮโดรเจนหรือออกซิเจนที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จเกินหรือการชาร์จ (หากกระแสไฟชาร์จมากเกินไป) สามารถผ่านแผ่นใยแก้วได้อย่างอิสระและลดหรือออกซิไดซ์แผ่นตัวนำด้านตรงข้ามตามลำดับ ในแบตเตอรี่แบบเติมน้ำ ฟองก๊าซจะลอยขึ้นด้านบนของแบตเตอรี่และระเหยไปในบรรยากาศ กลไกนี้สำหรับการรวมตัวของก๊าซที่เกิดขึ้นและประโยชน์เพิ่มเติมของแบตเตอรี่กึ่งอิ่มตัวที่ไม่มีการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์อย่างมีนัยสำคัญเมื่อตัวแบตเตอรี่ถูกเจาะ ทำให้แบตเตอรี่สามารถปิดผนึกได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งทำให้มีประโยชน์ในอุปกรณ์พกพาและบทบาทที่คล้ายคลึงกัน นอกจากนี้ สามารถติดตั้งแบตเตอรี่ในทิศทางใดก็ได้ แต่หากติดตั้งกลับหัว กรดอาจไหลออกมาทางช่องระบายแรงดันเกินได้

เพื่อลดอัตราการสูญเสียน้ำ จึงมีการผสมแคลเซียมลงในแผ่นโลหะ แต่ปัญหาการสะสมของก๊าซยังคงเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ถูกชาร์จหรือคายประจุอย่างรวดเร็วหรือจนสุด เพื่อป้องกันแรงดันเกินในตัวแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ AGM จึงมีวาล์วระบายอากาศแบบทางเดียว และมักเรียกกันว่า แบตเตอรี่ ตะกั่วกรดแบบควบคุมด้วยวาล์ว ( VRLA )

ข้อดีอีกประการหนึ่งของแบตเตอรี่แบบ AGM คือ อิเล็กโทรไลต์ทำหน้าที่เป็นวัสดุกั้นและมีความแข็งแรงทางกล ทำให้สามารถอัดแผ่นโลหะเข้าด้วยกันภายในตัวแบตเตอรี่ได้ ส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบเหลวหรือเจล แบตเตอรี่ AGM มักจะมีลักษณะโป่งออกมาที่ตัวแบตเตอรี่เมื่อผลิตในรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั่วไป เนื่องจากแผ่นโลหะขั้วบวกขยายตัว

แผ่นรองนี้ยังช่วยป้องกันการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของอิเล็กโทรไลต์ภายในแบตเตอรี่ด้วย เมื่อแบตเตอรี่แบบเปียก ทั่วไป ถูกเก็บไว้ในสภาพที่คายประจุแล้ว โมเลกุลของกรดที่มีน้ำหนักมากกว่ามักจะตกตะกอนลงไปที่ด้านล่างของแบตเตอรี่ ทำให้เกิดการแบ่งชั้นของอิเล็กโทรไลต์ เมื่อนำแบตเตอรี่มาใช้งาน กระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่จะไหลเฉพาะในบริเวณนี้ และด้านล่างของแผ่นโลหะมีแนวโน้มที่จะสึกหรออย่างรวดเร็ว นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่รถยนต์แบบทั่วไปเสียหายได้หากเก็บไว้นานและนำมาใช้งานใหม่ แผ่นรองนี้ช่วยป้องกันการแบ่งชั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ไม่จำเป็นต้องเขย่าแบตเตอรี่ ต้ม หรือทำการชาร์จ เพื่อ ปรับสมดุลเพื่อผสมอิเล็กโทรไลต์เป็นระยะ การแบ่งชั้นยังทำให้ชั้นบนของแบตเตอรี่กลายเป็นน้ำเกือบทั้งหมด ซึ่งอาจแข็งตัวได้ในสภาพอากาศหนาวเย็น แบตเตอรี่ AGM มีความทนทานต่อความเสียหายจากการใช้งานในอุณหภูมิต่ำได้ดีกว่ามาก

แม้ว่าแบตเตอรี่ AGM จะไม่อนุญาตให้เติมน้ำ (โดยทั่วไปแล้วเป็นไปไม่ได้ที่จะเติมน้ำโดยไม่ต้องเจาะรูในแบตเตอรี่) แต่กระบวนการสร้างใหม่ของมันก็ถูกจำกัดโดยกระบวนการทางเคมีทั่วไป ก๊าซไฮโดรเจนจะแพร่ผ่านตัวเคสพลาสติกได้เองด้วยซ้ำ บางคนพบว่าการเติมน้ำลงในแบตเตอรี่ AGM นั้นมีประโยชน์ แต่ต้องทำอย่างช้าๆ เพื่อให้น้ำผสมไปทั่วแบตเตอรี่ผ่านการแพร่ เมื่อแบตเตอรี่ตะกั่วกรดสูญเสียน้ำ ความเข้มข้นของกรดจะเพิ่มขึ้น ทำให้การกัดกร่อนของแผ่นโลหะเพิ่มขึ้นอย่างมาก แบตเตอรี่ AGM มีปริมาณกรดสูงอยู่แล้วเพื่อพยายามลดอัตราการสูญเสียน้ำและเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขณะสแตนด์บาย และนี่ทำให้มีอายุการใช้งานสั้นกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-แอนติโมนีแบบเติมน้ำ หากแรงดันไฟฟ้าวงเปิดของแบตเตอรี่ AGM สูงกว่า 2.093 โวลต์ หรือ 12.56 โวลต์สำหรับแบตเตอรี่ 12 โวลต์อย่างมีนัยสำคัญ แสดงว่ามีปริมาณกรดสูงกว่าแบตเตอรี่แบบเติมน้ำ ซึ่งแม้ว่าจะเป็นเรื่องปกติสำหรับแบตเตอรี่ AGM แต่ก็ไม่เป็นที่พึงปรารถนาสำหรับอายุการใช้งานที่ยาวนาน

เซลล์ AGM ที่ถูกชาร์จไฟเกินโดยตั้งใจหรือโดยไม่ได้ตั้งใจ จะแสดงแรงดันไฟฟ้าวงเปิดที่สูงขึ้นตามปริมาณน้ำที่สูญเสียไป (และความเข้มข้นของกรดที่เพิ่มขึ้น) การชาร์จไฟเกิน 1 แอมป์-ชั่วโมง จะทำให้เกิดการแตกตัวของน้ำ 0.335 กรัมต่อเซลล์ โดยไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ปลดปล่อยออกมาบางส่วนจะรวมตัวกันใหม่ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด

ในช่วงทศวรรษ 1970 นักวิจัยได้พัฒนาแบตเตอรี่แบบปิดผนึกหรือแบตเตอรี่เจลซึ่งผสมสารก่อเจลซิลิกาลงในอิเล็กโทรไลต์ ( แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบ ซิลิกาเจลที่ใช้ในวิทยุพกพาในช่วงต้นทศวรรษ 1930 นั้นไม่ได้ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์) วิธีนี้จะเปลี่ยนของเหลวภายในเซลล์ให้กลายเป็นสารกึ่งแข็งคล้ายกาว ทำให้มีข้อดีหลายอย่างเช่นเดียวกับแบตเตอรี่ AGM แบตเตอรี่แบบเจลมีโอกาสระเหยน้อยกว่าและมักใช้ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถบำรุงรักษาได้เป็นระยะ นอกจากนี้ เซลล์เจลยังมีจุดเยือกแข็งต่ำกว่าและจุดเดือดสูงกว่าอิเล็กโทรไลต์เหลวที่ใช้ในเซลล์เปียกและแบตเตอรี่ AGM ทั่วไป ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาวะสุดขั้ว

ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของการออกแบบเซลล์เจลคือ เจลจะขัดขวางการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของไอออนในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะลดความคล่องตัวของตัวนำไฟฟ้าและลดความสามารถในการรับกระแสไฟกระชาก ด้วยเหตุนี้ เซลล์เจลจึงมักพบได้ทั่วไปในการใช้งานด้านการจัดเก็บพลังงาน เช่น ระบบนอกโครงข่ายไฟฟ้า

ทั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบเจลและแบบ AGM ต่างก็เป็นแบบปิดสนิท ไม่ต้องรดน้ำ สามารถใช้งานได้ในทุกทิศทาง และมีวาล์วสำหรับระบายแก๊ส ด้วยเหตุนี้ จึงเรียกได้ว่าทั้งสองแบบเป็นแบบไม่ต้องบำรุงรักษา ปิดสนิท และ VRLA เหมือนกัน อย่างไรก็ตาม มักพบแหล่งข้อมูลที่ระบุว่าคำเหล่านี้หมายถึงแผงโซลาร์เซลล์แบบใดแบบหนึ่งโดยเฉพาะ

ในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบควบคุมวาล์ว (VRLA) ไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เกิดขึ้นในเซลล์ส่วนใหญ่จะรวมตัวกันกลายเป็นน้ำ การรั่วไหลมีน้อยมาก แม้ว่าจะมีอิเล็กโทรไลต์บางส่วนรั่วไหลออกมาหากกระบวนการรวมตัวกันไม่สามารถตามทันการเกิดก๊าซได้ เนื่องจากแบตเตอรี่ VRLA ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบระดับอิเล็กโทรไลต์เป็นประจำ (และทำให้เป็นไปไม่ได้) จึงถูกเรียกว่าแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษาอย่างไรก็ตาม นี่เป็นคำเรียกที่ไม่ถูกต้องนัก เพราะเซลล์ VRLA จำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษา เมื่ออิเล็กโทรไลต์ลดลง เซลล์ VRLA จะแห้งและสูญเสียความจุ สามารถตรวจพบได้โดยการวัดความต้านทาน ภายใน การนำไฟฟ้าหรืออิมพีแดน ซ์เป็นประจำ การทดสอบเป็นประจำจะช่วยให้ทราบว่าจำเป็นต้องมีการทดสอบและการบำรุงรักษาที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือไม่ ขั้นตอนการบำรุงรักษาได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ ซึ่งช่วยให้สามารถเติมน้ำกลับเข้าไปได้ ซึ่งมักจะช่วยฟื้นฟูความจุที่สูญเสียไปได้เป็นจำนวนมาก

แบตเตอรี่ VRLA ได้รับความนิยมในรถจักรยานยนต์ราวปี 1983 ^{[ 24 ]}เนื่องจากตัวแยกช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนและป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรไลต์กรดหก^{[ 25 ]}นอกจากนี้ยังได้รับความนิยมในการใช้งานแบบอยู่กับที่ เช่น สถานีโทรคมนาคม เนื่องจากมีขนาดเล็กและมีความยืดหยุ่นในการติดตั้ง^{[ 26 ]}

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดส่วนใหญ่ของโลกเป็น แบตเตอรี่ สำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์ ให้แสงสว่าง และจุดระเบิด (SLI) สำหรับรถยนต์ โดยมีการจัดส่งประมาณ 320 ล้านหน่วยในปี 1999 ^{[ 8 ]}ในปี 1992 มีการใช้ตะกั่วประมาณ 3 ล้านตันในการผลิตแบตเตอรี่ ข้อมูลล่าสุดแสดงให้เห็นถึงการเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยมีการจัดส่งประมาณ 150 ล้านหน่วยในปี 2024 ทั่วทวีปอเมริกาเหนือ^{[ 27 ]}

แบตเตอรี่แบบเซลล์เปียกสำหรับใช้งานแบบสแตนด์บาย (อยู่กับที่) ที่ออกแบบมาสำหรับการคายประจุลึก มักใช้ในแหล่งจ่ายไฟสำรองขนาดใหญ่สำหรับศูนย์โทรศัพท์และคอมพิวเตอร์การจัดเก็บพลังงานโครงข่ายและระบบไฟฟ้าในครัวเรือนนอกโครงข่าย^{[ 28 ]}แบตเตอรี่ตะกั่วกรดใช้ในไฟฉุกเฉินและเพื่อจ่ายไฟให้กับปั๊มสูบน้ำในกรณีที่ไฟฟ้าดับ

แบตเตอรี่สำหรับขับเคลื่อน (Traction batteries)ใช้ใน รถ กอล์ฟและ ยาน พาหนะไฟฟ้า อื่นๆ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดขนาดใหญ่ยังใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าในเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้า (แบบดั้งเดิม) เมื่ออยู่ใต้น้ำ และยังใช้เป็นแหล่งพลังงานฉุกเฉินในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ด้วย แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบควบคุมด้วยวาล์วจะไม่ทำให้อิเล็กโทรไลต์รั่วไหล ใช้ใน แหล่งจ่าย ไฟสำรองสำหรับระบบเตือนภัยและระบบคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก (โดยเฉพาะในแหล่งจ่ายไฟสำรอง ) และสำหรับสกูตเตอร์ไฟฟ้ารถเข็นไฟฟ้าจักรยานไฟฟ้าการใช้งานทางทะเล ยานพาหนะไฟฟ้าหรือยานพาหนะไฮบ ริดขนาดเล็ก และรถจักรยานยนต์ รถ ยก ไฟฟ้าหลายคันใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด โดยใช้น้ำหนักเป็นส่วนหนึ่งของตุ้มถ่วง แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเคยใช้ในการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไส้หลอด (ฮีตเตอร์) โดย 2 โวลต์เป็นเรื่องปกติใน เครื่องรับวิทยุ แบบหลอดสุญญากาศรุ่นแรกๆ

แบตเตอรี่แบบพกพาสำหรับไฟฉาย ติดหมวกของคนงานเหมือง มักจะใช้เซลล์สองหรือสามเซลล์^{[ 29 ]}

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ออกแบบมาเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์รถยนต์ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการคายประจุจนหมด แบตเตอรี่ชนิดนี้มีแผ่นโลหะบางจำนวนมากที่ออกแบบมาเพื่อพื้นที่ผิวสูงสุด และด้วยเหตุนี้จึงให้กระแสไฟฟ้าสูงสุด ซึ่งอาจเสียหายได้ง่ายจากการคายประจุจนหมด การคายประจุจนหมดซ้ำๆ จะส่งผลให้ความจุลดลงและในที่สุดจะเกิดความเสียหายก่อนกำหนด ไม่ว่าจะเป็นเพราะแผ่นโลหะแตกสลายเนื่องจากความเครียดทางกลหรือจากการเกิดซัลเฟต อย่างรวดเร็ว เมื่อแผ่นโลหะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำในระหว่างการใช้งานแบบคายประจุจนหมด

แบตเตอรี่สตาร์ทที่ชาร์จแบบลอยตัวอย่างต่อเนื่องอาจเกิดการกัดกร่อนของตะแกรง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายได้ ดังนั้นแบตเตอรี่สตาร์ทจึงสามารถปล่อยให้^วงจรเปิดอยู่แต่ชาร์จเป็นประจำ (เช่น เดือนละครั้ง) เพื่อป้องกันการเกิดซัลเฟต [ ^{30 ]}

แบตเตอรี่สตาร์ทมีน้ำหนักเบากว่าแบตเตอรี่แบบดีพไซเคิลที่มีขนาดเท่ากัน เนื่องจากแผ่นเซลล์ที่บางและเบากว่านั้นไม่ได้ยื่นลงไปจนถึงก้นของตัวแบตเตอรี่ ทำให้เศษวัสดุที่หลุดร่วงและเสื่อมสภาพสามารถตกลงไปสะสมอยู่ที่ก้นเซลล์ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ หากเศษวัสดุเหล่านี้สะสมมากพอ อาจไปสัมผัสกับก้นแผ่นเซลล์และทำให้เซลล์เสียหาย ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าและความจุของแบตเตอรี่ลดลง

เซลล์แบบ deep-cycle ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษนั้นมีความอ่อนไหวต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากการใช้งานซ้ำน้อยกว่ามาก และจำเป็นสำหรับการใช้งานที่ต้องมีการคายประจุแบตเตอรี่เป็นประจำ เช่นระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ยานพาหนะ ไฟฟ้า ( รถ ยกรถกอล์ฟ รถยนต์ไฟฟ้าและอื่นๆ) และเครื่องสำรองไฟ แบตเตอรี่เหล่านี้มีแผ่นที่หนากว่าซึ่งไม่สามารถจ่าย กระแสสูงสุดได้มากแต่สามารถทนต่อการคายประจุบ่อยครั้งได้^{[ 31 ]}

แบตเตอรี่บางชนิดได้รับการออกแบบมาเพื่อเป็นจุดกึ่งกลางระหว่างแบตเตอรี่สตาร์ท (กระแสสูง) และแบตเตอรี่แบบใช้งานต่อเนื่อง (deep cycle) แบตเตอรี่เหล่านี้สามารถคายประจุได้มากกว่าแบตเตอรี่รถยนต์ แต่ได้น้อยกว่าแบตเตอรี่แบบใช้งานต่อเนื่อง อาจเรียกแบตเตอรี่เหล่านี้ว่า แบตเตอรี่สำหรับเรือแบตเตอรี่สำหรับรถบ้านหรือแบตเตอรี่สำหรับกิจกรรมสันทนาการ

ความจุของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่ใช่ค่าคงที่ แต่จะแปรผันตามอัตราการคายประจุ ความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ระหว่างอัตราการคายประจุและความจุนี้เรียกว่ากฎของเพอเคิร์ต (Puekert's law )

เมื่อแบตเตอรี่ถูกชาร์จหรือคายประจุ เฉพาะสารเคมีที่ทำปฏิกิริยาซึ่งอยู่บริเวณรอยต่อระหว่างขั้วไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์เท่านั้นที่จะได้รับผลกระทบในตอนแรก เมื่อเวลาผ่านไป ประจุที่สะสมอยู่ในสารเคมีบริเวณรอยต่อ ซึ่งมักเรียกว่าประจุที่รอยต่อหรือประจุที่พื้นผิวจะแพร่กระจายไปทั่วปริมาตรของวัสดุที่ใช้งานอยู่โดยการแพร่ของสารเคมีเหล่านี้

ลองพิจารณาแบตเตอรี่ที่คายประจุจนหมด (เช่น เมื่อเปิดไฟรถทิ้งไว้ข้ามคืน ซึ่งมีการดึงกระแสไฟประมาณ 6 แอมป์) หากทำการชาร์จอย่างรวดเร็วเพียงไม่กี่นาที แผ่นแบตเตอรี่จะชาร์จเฉพาะบริเวณใกล้กับส่วนต่อประสานระหว่างแผ่นกับอิเล็กโทรไลต์ ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อาจสูงขึ้นจนใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องชาร์จ ซึ่งจะทำให้กระแสไฟชาร์จลดลงอย่างมาก หลังจากนั้นไม่กี่ชั่วโมง ประจุที่ส่วนต่อประสานนี้จะกระจายไปยังปริมาตรของอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะทำให้ประจุที่ส่วนต่อประสานต่ำจนอาจไม่เพียงพอที่จะสตาร์ทรถได้^{[ 32 ]} ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จยังคงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดก๊าซ (ประมาณ 14.4 โวลต์ในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไป) ความเสียหายของแบตเตอรี่ก็ไม่น่าจะเกิดขึ้น และเมื่อเวลาผ่านไป แบตเตอรี่ควรจะกลับสู่สถานะการชาร์จตามปกติ

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะสูญเสียความสามารถในการรับประจุเมื่อปล่อยประจุเป็นเวลานานเกินไปเนื่องจากการเกิดซัลเฟตซึ่งเป็นการตกผลึกของตะกั่วซัลเฟต [ ^{33 ] แบตเตอรี่}เหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีซัลเฟตแบบคู่ ตะกั่วและตะกั่วไดออกไซด์ ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้งานอยู่บนแผ่นแบตเตอรี่ ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกในอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างตะกั่วซัลเฟต ตะกั่วซัลเฟตจะก่อตัวขึ้นในสถานะ อสัณฐานที่ละเอียดมากก่อนและจะเปลี่ยนกลับเป็นตะกั่ว ตะกั่วไดออกไซด์ และกรดซัลฟิวริกได้ง่ายเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จใหม่ เมื่อแบตเตอรี่ผ่านการปล่อยประจุและการชาร์จหลายครั้ง ตะกั่วซัลเฟตบางส่วนจะไม่รวมตัวกับอิเล็กโทรไลต์และค่อยๆ เปลี่ยนเป็นผลึกที่เสถียรซึ่งไม่ละลายเมื่อชาร์จใหม่ ดังนั้น ตะกั่วทั้งหมดจึงไม่กลับคืนสู่แผ่นแบตเตอรี่ และปริมาณวัสดุที่ใช้งานอยู่ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างกระแสไฟฟ้าจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

การเกิดซัลเฟตเกิดขึ้นในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเมื่อได้รับการชาร์จไม่เพียงพอในระหว่างการใช้งานปกติ นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานโดยมีการชาร์จไม่สมบูรณ์^{[ 34 ]}การเกิดซัลเฟตจะขัดขวางการชาร์จใหม่ การสะสมของซัลเฟตจะขยายตัวในที่สุด ทำให้แผ่นโลหะแตกและทำลายแบตเตอรี่ ในที่สุด พื้นที่แผ่นโลหะของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่จะไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ ทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ ส่วนของซัลเฟต (ของตะกั่วซัลเฟต) จะไม่กลับคืนสู่อิเล็กโทรไลต์ในรูปของกรดซัลฟิวริก เชื่อกันว่าผลึกขนาดใหญ่จะปิดกั้นไม่ให้อิเล็กโทรไลต์เข้าไปในรูพรุนของแผ่นโลหะ อาจมองเห็นการเคลือบสีขาวบนแผ่นโลหะในแบตเตอรี่ที่มีตัวเรือนโปร่งใสหรือหลังจากถอดชิ้นส่วนแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ที่เกิดซัลเฟตจะมีค่าความต้านทานภายในสูงและสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้เพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยของกระแสไฟฟ้าปกติ การเกิดซัลเฟตยังส่งผลต่อวงจรการชาร์จ ทำให้เวลาในการชาร์จนานขึ้น การชาร์จมีประสิทธิภาพน้อยลงและไม่สมบูรณ์ และอุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงขึ้น

แบตเตอรี่ SLI (แบตเตอรี่สำหรับสตาร์ทเครื่องยนต์ ให้แสงสว่าง และจุดระเบิด เช่น แบตเตอรี่รถยนต์) เสื่อมสภาพได้ง่ายที่สุด เนื่องจากรถยนต์มักจอดทิ้งไว้โดยไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน ในขณะที่แบตเตอรี่แบบ Deep-cycle และแบตเตอรี่สำหรับเครื่องยนต์ จะถูกชาร์จไฟเกินอย่างสม่ำเสมอ แต่ควบคุมได้ ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพในที่สุดเนื่องจากการกัดกร่อนของแผ่นขั้วบวกมากกว่าการเกิดซัลเฟต

สามารถหลีกเลี่ยงการเกิดซัลเฟตได้หากชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มทันทีหลังจากรอบการคายประจุ^{[ 35 ]}ยังไม่มีวิธีใดที่ได้รับการตรวจสอบอย่างอิสระเพื่อย้อนกลับการเกิดซัลเฟต^{[ 8 ] [ 36 ]}มีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่อ้างว่าสามารถกำจัดซัลเฟตได้ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น การชาร์จแบบพัลส์ แต่ไม่มีสิ่งพิมพ์ที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญที่ยืนยันข้ออ้างเหล่านั้น การป้องกันการเกิดซัลเฟตยังคงเป็นวิธีที่ดีที่สุด โดยการชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดให้เต็มเป็นระยะๆ

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปประกอบด้วยส่วนผสมที่มีความเข้มข้นของน้ำและกรดแตกต่างกัน กรดซัลฟิวริกมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำ ซึ่งทำให้กรดที่เกิดขึ้นที่แผ่นระหว่างการชาร์จไหลลงด้านล่างและสะสมอยู่ที่ด้านล่างของแบตเตอรี่ ในที่สุดส่วนผสมจะกลับมามีองค์ประกอบที่สม่ำเสมออีกครั้งโดยการแพร่แต่กระบวนการนี้ช้ามาก การชาร์จและการคายประจุบางส่วนซ้ำๆ จะเพิ่มการแบ่งชั้นของอิเล็กโทรไลต์ ลดความจุและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เนื่องจากการขาดกรดที่ด้านบนจำกัดการกระตุ้นแผ่น การแบ่งชั้นยังส่งเสริมการกัดกร่อนที่ครึ่งบนของแผ่นและการเกิดซัลเฟตที่ด้านล่าง^{[ 37 ]}

การชาร์จไฟเกินเป็นระยะๆ จะทำให้เกิดปฏิกิริยาของก๊าซที่แผ่นเพลท ส่งผลให้เกิดกระแสการพาความร้อนซึ่งผสมอิเล็กโทรไลต์และขจัดปัญหาการแบ่งชั้น การกวนอิเล็กโทรไลต์ด้วยกลไกจะมีผลเช่นเดียวกัน แบตเตอรี่ในรถยนต์ที่กำลังเคลื่อนที่ก็อาจเกิดการกระฉอกและกระเด็นในเซลล์ได้เช่นกัน เนื่องจากรถมีการเร่งความเร็ว เบรก และเลี้ยว

การชาร์จมากเกินไปจะทำให้เกิดปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลซิสปล่อยไฮโดรเจนและออกซิเจนออกมาในกระบวนการที่เรียกว่าการเกิดก๊าซ แบตเตอรี่แบบเปียกจะมีช่องระบายอากาศเพื่อระบายก๊าซที่เกิดขึ้น และแบตเตอรี่ VRLA จะใช้ลิ้นวาล์วที่ติดตั้งไว้ในแต่ละเซลล์สำหรับแบตเตอรี่แบบเปียกจะมีฝาครอบเร่งปฏิกิริยาเพื่อรวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าด้วยกัน โดยปกติแล้วเซลล์ VRLA จะรวมไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เข้าด้วยกัน แต่หากเกิดความผิดปกติหรือความร้อนสูงเกินไป อาจทำให้เกิดก๊าซสะสมขึ้น หากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ (เช่น การชาร์จมากเกินไป) ลิ้นวาล์วจะระบายก๊าซออกและปรับความดันให้เป็นปกติ ทำให้เกิดกลิ่นเปรี้ยวเฉพาะตัว อย่างไรก็ตาม ลิ้นวาล์วอาจชำรุดได้ เช่น หากมีสิ่งสกปรกและเศษผงสะสม ทำให้ความดันเพิ่มขึ้น

ไฮโดรเจนและออกซิเจนที่สะสมอยู่ภายใน อาจเกิด การระเบิด ภายใน ได้ แรงระเบิดอาจทำให้ตัวแบตเตอรี่แตกหรือหลุดออกไป ทำให้กรดและเศษชิ้นส่วนกระเด็นไปทั่ว การระเบิดในเซลล์หนึ่งอาจจุดติดไฟส่วนผสมของก๊าซที่ติดไฟได้ในเซลล์ที่เหลืออยู่ ในทำนองเดียวกัน ในบริเวณที่มีการระบายอากาศไม่ดี การเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อวงจรปิด (เช่น โหลดหรือเครื่องชาร์จ) กับขั้วแบตเตอรี่ก็อาจทำให้เกิดประกายไฟและการระเบิดได้ หากมีก๊าซรั่วไหลออกมาจากเซลล์

เซลล์แต่ละเซลล์ภายในแบตเตอรี่อาจ เกิด การลัดวงจรทำให้เกิดการระเบิดได้

โดยทั่วไปแล้ว เซลล์ของแบตเตอรี่ VRLA จะบวมเมื่อความดันภายในสูงขึ้น ซึ่งเป็นสัญญาณเตือนสำหรับผู้ใช้และช่างซ่อม การเสียรูปจะแตกต่างกันไปในแต่ละเซลล์ และจะมากที่สุดที่ปลายเซลล์ซึ่งผนังเซลล์ไม่ได้รับการรองรับจากเซลล์อื่น แบตเตอรี่ที่มีความดันสูงเกินไปเช่นนี้ควรแยกและทิ้งอย่างระมัดระวัง บุคลากรที่ทำงานใกล้แบตเตอรี่ที่มีความเสี่ยงต่อการระเบิดควรปกป้องดวงตาและผิวหนังที่สัมผัสกับกรดที่กระเด็นและไฟโดยการสวม หน้ากาก ป้องกันใบหน้า ชุดกันไฟและถุงมือ การใช้แว่นตาแทนหน้ากากป้องกันใบหน้าจะทำให้ใบหน้าสัมผัสกับกรดที่อาจกระเด็น เศษชิ้นส่วนของตัวเคสหรือแบตเตอรี่ และความร้อนจากการระเบิดที่อาจเกิดขึ้นได้

จากรายงานปี 2546 เรื่อง "การกำจัดตะกั่ว" โดยEnvironmental Defenseและ Ecology Center of Ann Arbor รัฐมิชิแกน ระบุว่าแบตเตอรี่ของรถยนต์บนท้องถนนมีตะกั่วอยู่ประมาณ 2,600,000 เมตริกตัน (2,600,000 ลองตัน; 2,900,000 ชอร์ตตัน) สารประกอบตะกั่วบางชนิดเป็นพิษร้ายแรง การสัมผัสกับสารประกอบเหล่านี้เป็นเวลานานแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อสมองและไต การได้ยินบกพร่อง และปัญหาการเรียนรู้ในเด็ก^{[ 38 ]} อุตสาหกรรมยานยนต์ใช้ตะกั่วมากกว่า 1,000,000 เมตริกตัน (980,000 ลองตัน; 1,100,000 ชอร์ตตัน) ทุกปี โดย 90% ใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์แบบตะกั่ว-กรดทั่วไป แม้ว่าการรีไซเคิลตะกั่วจะเป็นอุตสาหกรรมที่จัดตั้งขึ้นอย่างดี แต่ตะกั่วมากกว่า 40,000 เมตริกตัน (39,000 ลองตัน; 44,000 ชอร์ตตัน) ก็ลงเอยในหลุมฝังกลบทุกปี ตามข้อมูลการปล่อยสารพิษของรัฐบาลกลาง พบว่ามีการปล่อยสารพิษอีก 70,000 เมตริกตัน (69,000 ตันยาว; 77,000 ตันสั้น) ในกระบวนการทำเหมืองและการผลิตตะกั่ว^{[ 39 ]}

กำลังมีการพยายามพัฒนาทางเลือกอื่น (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในยานยนต์) เนื่องจากมีความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการกำจัดที่ไม่เหมาะสมและการดำเนินงานถลุงตะกั่วรวมถึงเหตุผลอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ทางเลือกอื่นไม่น่าจะเข้ามาแทนที่แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมสำหรับการใช้งาน เช่น การสตาร์ทเครื่องยนต์หรือระบบสำรองไฟ เนื่องจากแบตเตอรี่แม้จะมีน้ำหนักมาก แต่ก็มีต้นทุนเริ่มต้นที่ไม่แพง

ตามข้อมูลจาก Battery Council International ซึ่งเป็นกลุ่มอุตสาหกรรม การรีไซเคิลแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นหนึ่งในโครงการรีไซเคิลที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในโลก ในสหรัฐอเมริกา ตะกั่วจากแบตเตอรี่ทั้งหมด 99% ถูกนำไปรีไซเคิลระหว่างปี 2017 ถึง 2021 ^{[ 40 ]} ข้อมูลจาก สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม แห่งสหรัฐอเมริกายืนยันว่าอัตราการรีไซเคิลเพิ่มขึ้นจาก 76% ในปี 1970 เป็น 99% ในปัจจุบัน^{[ 41 ]}

ตะกั่วเป็นพิษร้ายแรงต่อมนุษย์ และการรีไซเคิลอาจส่งผลให้เกิดมลพิษและการปนเปื้อนต่อผู้คน ส่งผลให้เกิดปัญหาสุขภาพมากมายและยาวนาน^{[ 42 ] [ 43 ]}การจัดอันดับหนึ่งระบุว่าการรีไซเคิลแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่อันตรายที่สุดในโลก ในแง่ของจำนวนปีชีวิตที่สูญเสียไปจากความพิการ ซึ่งส่งผลให้สูญเสียอายุขัยของมนุษย์แต่ละคนไปประมาณ 2,000,000 ถึง 4,800,000 ปีทั่วโลก^{[ 44 ]}

สถานที่รีไซเคิลแบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้กลายเป็นแหล่งมลพิษจากตะกั่ว และในปี 1992 EPA ได้เลือกสถานที่ดังกล่าว 29 แห่งสำหรับการทำความสะอาดSuperfund โดยมี 22 แห่งอยู่ในรายชื่อลำดับความสำคัญระดับชาติ ^{[ 45 ]}

ระบบควบคุมมลพิษที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันการปล่อยสารตะกั่ว การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องใน โรงงาน รีไซเคิล แบตเตอรี่ และการออกแบบเตาหลอมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ทันกับมาตรฐานการปล่อยมลพิษสำหรับโรงถลุงตะกั่ว โครงการรับรองโดยสมัครใจ เช่นLeadBattery360มีเป้าหมายเพื่อผลักดันการปรับปรุงดังกล่าว

มีการใช้สารเติมแต่งทางเคมีมาตั้งแต่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดกลายเป็นสินค้าเชิงพาณิชย์ เพื่อลดการสะสมของตะกั่วซัลเฟตบนแผ่นและปรับปรุงสภาพแบตเตอรี่เมื่อเติมลงในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบมีช่องระบายอากาศ การบำบัดดังกล่าวแทบจะไม่มีประสิทธิภาพเลย^{[ 46 ]}

สารประกอบสองชนิดที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าว ได้แก่เกลือเอปซอมและEDTAเกลือเอปซอมช่วยลดความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ที่อ่อนแอหรือเสียหาย และอาจช่วยยืดอายุการใช้งานได้เล็กน้อย ส่วน EDTA สามารถใช้ละลาย คราบ ซัลเฟตที่เกาะอยู่บนแผ่นตะกั่วที่ถูกใช้งานจนหมด อย่างไรก็ตาม สารที่ละลายไปแล้วจะไม่สามารถมีส่วนร่วมในวงจรการชาร์จและการคายประจุตามปกติได้ ดังนั้นแบตเตอรี่ที่ได้รับการฟื้นฟูชั่วคราวด้วย EDTA จะมีอายุการใช้งานลดลง EDTA ที่ตกค้างอยู่ในเซลล์ตะกั่ว-กรดจะก่อตัวเป็นกรดอินทรีย์ซึ่งจะเร่งการกัดกร่อนของแผ่นตะกั่วและขั้วต่อภายใน

วัสดุที่ใช้งานอยู่จะเปลี่ยนรูปทรงทางกายภาพระหว่างการชาร์จ/คายประจุ ส่งผลให้ขั้วไฟฟ้าขยายตัวและบิดเบี้ยว และหลุดร่วงลงไปในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เมื่อวัสดุที่ใช้งานอยู่หลุดออกจากแผ่นแล้ว จะไม่สามารถนำกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิมได้ด้วยการบำบัดทางเคมีใดๆ ในทำนองเดียวกัน ปัญหาทางกายภาพภายใน เช่น แผ่นแตก ขั้วต่อสึกกร่อน หรือแผ่นกั้นเสียหาย ก็ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยสารเคมีเช่นกัน

การกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะภายนอกของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างขั้วแบตเตอรี่ ปลั๊ก และตัวเชื่อมต่อ

การกัดกร่อนที่ขั้วบวกเกิดจากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส เนื่องจากโลหะผสมที่ใช้ในการผลิตขั้วแบตเตอรี่และตัวเชื่อมต่อสายเคเบิลไม่ตรงกัน การกัดกร่อนสีขาวมักจะเป็นผลึกซัลเฟตของตะกั่ว หรือสังกะสี ตัวเชื่อมต่ออะลูมิเนียมจะกัดกร่อนกลายเป็นอะลูมิเนียมซัลเฟตตัวเชื่อมต่อทองแดงจะทำให้เกิดผลึกกัดกร่อนสีน้ำเงินและสีขาว การกัดกร่อนของขั้วแบตเตอรี่สามารถลดลงได้โดยการเคลือบขั้วด้วยปิโตรเลียมเจลลี่หรือผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายทั่วไปที่ผลิตขึ้นเพื่อจุดประสงค์นี้^{[ 47 ]}

หากเติมน้ำและอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่มากเกินไป การขยายตัวเนื่องจากความร้อนอาจดันของเหลวบางส่วนออกมาจากช่องระบายอากาศของแบตเตอรี่ไปอยู่ด้านบนของแบตเตอรี่ สารละลายนี้อาจทำปฏิกิริยากับตะกั่วและโลหะอื่นๆ ในขั้วต่อแบตเตอรี่และทำให้เกิดการกัดกร่อนได้

สารละลายอิเล็กโทรไลต์อาจซึมออกมาจากรอยต่อระหว่างพลาสติกกับตะกั่ว บริเวณที่ขั้วแบตเตอรี่ทะลุผ่านตัวเคสพลาสติก

ไอระเหยของกรดที่ลอยออกมาทางฝาปิดช่องระบายอากาศ ซึ่งมักเกิดจากการชาร์จไฟเกินและการระบายอากาศในกล่องแบตเตอรี่ที่ไม่เพียงพอ อาจทำให้ไอระเหยของกรดซัลฟิวริกสะสมและทำปฏิกิริยากับโลหะที่สัมผัสได้

• magnalabs.comการเกิดซัลเฟตบนแผ่นแบตเตอรี่
• reuk.co.ukการกำจัดซัลเฟตออกจากแบตเตอรี่
• reuk.co.ukแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
• cbcdesign.co.uk , แหล่งจ่ายไฟ DC (เมษายน 2545)
• comcast.netมีรายละเอียดทางเทคนิคเกี่ยวกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอยู่บ้าง

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

• btterycouncil.org (BCI) องค์กรการค้าของผู้ผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
• batteryfaq.orgคำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแบตเตอรี่รถยนต์และแบตเตอรี่แบบดีพไซเคิล
• atsdr.cdc.gov เก็บถาวรเมื่อ 2022-03-10 ที่Wayback Machineพิษของตะกั่ว (Pb): แนวคิดหลัก | ATSDR – เวชศาสตร์สิ่งแวดล้อมและการศึกษาด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อม – กรณีศึกษา CSEM ในเวชศาสตร์สิ่งแวดล้อม (CSEM) หน่วยงานด้านสารพิษและโรค
• alton-moore.netเครื่องกำจัดซัลเฟตแบตเตอรี่ตะกั่วกรด (Home Power #77 มิถุนายน/กรกฎาคม 2000)]