Соблюдение правил эксплуатации аккумуляторных батарей и своевременное выполнение работ технического обслуживания в значительной степени определяют срок их службы.

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких соединенных последовательно аккумуляторов.

Принцип действия свинцового аккумулятора. Свинцовый аккумулятор является химическим источником тока. В общем случае химические источники тока характеризуются тем, что электрическая энергия для питания потребителей возникает в результате преобразования химической энергии в электрическую внутри источника. Процесс преобразования химической энергии в электрическую происходит при разряде аккумулятора через внешнюю цепь в результате протекающих в нем химических реакций. Он может продолжаться до тех пор, пока в процессе реакций не будут израсходованы активные вещества.

Аккумулятор (буквально означает накопитель) по существу является гальваническим элементом с обратимым химическим процессом. Его работоспособность после разряда может быть восстановлена путем заряда. Заряд осуществляется пропусканием постоянного тока через аккумулятор от другого источника электрической энергии в направлении, противоположном току разряда. При этом происходит преобразование электрической энергии в химическую, сопровождающееся восстановлением активных веществ, израсходованных при разряде.

Все превращения при разряде и заряде происходят согласно закону сохранения энергии.

У полностью заряженного свинцового аккумулятора активными веществами являются: двуокись свинца (РЬСЬ) (темно-коричневого цвета) на положительном электроде (аноде), губчатый свинец (РЬ) (темно-серого цвета) на отрицательном электроде (катоде) и водный раствор серной кислоты (H2S04 + Н20) — электролит, в котором помещаются электроды.

Активные вещества электродов, находясь в электролите, частично растворяются в нем. При этом отрицательный электрод выделяет в электролит положительно заряженные ионы свинца, а на нем остаются избыточные электроны. На положительном электроде в результате процесса растворения появляются избыточные положительно заряженные ионы свинца. Поэтому между электродами возникает разность потенциалов и, если соединить электроды между собой через какой-нибудь потребитель (лампочку, электродвигатель и т. д.), избыточные электроны отрицательного электрода будут двигаться по внешнему участку замкнутой электрической цепи к положительному электроду. Другими словами, через потребитель (внешний участок цепи) и аккумулятор (внутренний участок цепи) будет протекать электрический ток. При этом будет происходить процесс разряда аккумулятора.

В процессе разряда аккумулятора активная масса отрицательного электрода преобразуется из губчатого свинца в сульфат свинца (PbS04). Цвет отрицательного электрода меняется с темно-серого на светло-серый. Активная масса положительного электрода по мере разряда преобразуется из двуокиси свинца в сульфат свинца. При этом цвет положительного электрода меняется с темно-коричневого на светло-коричневый.

Плотность электролита в процессе разряда уменьшается, так как реакции протекают с расходом кислоты и образованием воды. Серная кислота расходуется непосредственно у поверхности электродов и в порах активной массы. Поэтому плотность электролита непосредственно у электродов становится меньше, чем в общем объеме. Разность плотностей приводит к возникновению процесса диффузии, который обеспечивает поступление серной кислоты, необходимой для реакций, из общего объема к поверхностям и в поры активной массы электродов. После окончания разряда плотность электролита во всем объеме выравнивается.

Для осуществления заряда ток от внешнего источника пропускают в направлении, противоположном току разряда. При этом сульфат свинца положительного электрода преобразуется в двуокись свинца, а сульфат свинца отрицательного электрода — в губчатый свинец. Процесс сопровождается увеличением в электролите количества серной кислоты и соответствующим уменьшением количества воды, что приводит к повышению плотности электролита. По тем же причинам, что и при разряде, при заряде плотность электролита у поверхностей и в порах активной массы электродов становится больше плотности электролита в общем объеме.