Baterai asam timbal, juga dikenal sebagai baterai asam timbal, adalah jenis baterai dengan elektroda yang sebagian besar terbuat dari timbal dan elektrolitnya terbuat dari larutan asam sulfat. Umumnya dibagi menjadi dua jenis: baterai tipe terbuka dan baterai yang dikontrol katup. Yang pertama memerlukan perawatan injeksi asam secara teratur, sedangkan yang kedua adalah baterai bebas perawatan.
Baterai asam timbal adalah jenis baterai isi ulang paling awal yang ditemukan oleh fisikawan Perancis Gaston Plante pada tahun 1859. Meskipun memiliki rasio energi terhadap berat yang sangat rendah dan rasio energi terhadap volume yang rendah, kemampuannya untuk menghasilkan arus lonjakan yang tinggi berarti baterai tersebut memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang relatif besar. Fitur-fitur ini, bersama dengan biayanya yang rendah, membuatnya menarik untuk digunakan pada kendaraan bermotor karena menyediakan arus besar yang diperlukan untuk menghidupkan motor.
Meskipun bahan kimia timbal telah matang, namun masih banyak digunakan sampai sekarang. Ada cukup alasan untuk popularitasnya. Asam timbal dapat diandalkan dan murah berdasarkan biaya per watt. Hampir tidak ada baterai lain yang dapat menyediakan daya tinggi semurah timbal-asam, sehingga hemat biaya pada mobil, kereta golf, forklift, kapal, dan pasokan listrik tak terputus (UPS).
Struktur jaringan baterai timbal-asam terbuat dari paduan timbal. Timbal murni terlalu lunak untuk menopang dirinya sendiri, sehingga sejumlah kecil logam lain ditambahkan untuk memperoleh kekuatan mekanik dan meningkatkan kinerja kelistrikan. Aditif yang paling umum adalah antimon, kalsium, timah, dan selenium. Baterai ini biasanya disebut sebagai "antimon timbal" dan "kalsium timbal".
Menambahkan antimon dan timah dapat meningkatkan sirkulasi dalam, namun hal ini akan meningkatkan konsumsi air dan kebutuhan keseimbangan. Kalsium dapat mengurangi pengosongan sendiri, namun pelat kalsium timbal mungkin memiliki efek samping pertumbuhan karena oksidasi gerbang selama pengisian berlebihan. Baterai timbal-asam modern juga menggunakan bahan doping seperti selenium, kadmium, timah, dan arsenik untuk mengurangi kandungan antimon dan kalsium.
Selama siklus dalam, asam timbal lebih berat dibandingkan sistem berbasis nikel dan litium serta memiliki daya tahan yang lebih buruk. Pengosongan total menyebabkan ketegangan, dan setiap siklus pengosongan/pengisian secara permanen menghilangkan sejumlah kecil daya baterai. Ketika baterai berada dalam kondisi kerja yang baik, kerugiannya minimal, namun begitu kinerja turun hingga setengah dari kapasitas nominal, pemudaran akan meningkat. Karakteristik keausan ini berlaku untuk semua baterai pada tingkat yang berbeda-beda.
Menurut kedalaman pelepasan, asam timbal yang digunakan untuk aplikasi siklus dalam dapat menghasilkan 200 hingga 300 siklus pengosongan/pengisian. Alasan utama siklus hidup yang relatif pendek adalah korosi gerbang pada elektroda positif, penipisan bahan aktif, dan perluasan pelat elektroda positif. Pada suhu pengoperasian yang lebih tinggi dan ketika arus pelepasan tinggi, fenomena penuaan ini akan dipercepat.
Mengisi daya baterai timbal-asam itu sederhana, tetapi batas voltase yang benar harus dipatuhi. Memilih batas tegangan rendah dapat menutupi baterai, namun dapat menyebabkan penurunan kinerja dan akumulasi sulfat pada pelat elektroda negatif. Pembatasan tegangan tinggi dapat meningkatkan kinerja, namun akan membentuk korosi gerbang pada pelat elektroda positif. Jika diperbaiki tepat waktu, sulfasi dapat dibalik, namun korosi bersifat permanen.
Asam timbal tidak dapat diisi dengan cepat, dan untuk sebagian besar jenis, diperlukan waktu 14 hingga 16 jam untuk terisi penuh. Baterai harus selalu terisi penuh. Daya baterai yang rendah dapat menyebabkan sulfasi, yang dapat merusak kinerja baterai. Menambahkan karbon ke elektroda negatif dapat mengurangi masalah ini, namun juga dapat menurunkan energi spesifik.
