แบตเตอรี่กรดตะกั่วหรือที่เรียกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่ชนิดหนึ่งที่มีอิเล็กโทรดส่วนใหญ่ทำจากตะกั่วและอิเล็กโทรไลต์ที่ทำจากสารละลายกรดซัลฟิวริก โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบตเตอรี่แบบเปิดและแบตเตอรี่แบบควบคุมด้วยวาล์ว แบบแรกต้องมีการบำรุงรักษาด้วยการฉีดกรดเป็นประจำ ในขณะที่แบบหลังเป็นแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษา
แบตเตอรี่กรดตะกั่วเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ประเภทแรกสุดที่คิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Gaston Plante ในปี 1859 แม้ว่าจะมีอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักต่ำมากและมีอัตราส่วนพลังงานต่อปริมาตรต่ำ แต่ความสามารถในการให้กระแสไฟกระชากสูงหมายความว่าแบตเตอรี่มี อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ค่อนข้างใหญ่ คุณลักษณะเหล่านี้พร้อมกับต้นทุนต่ำ ทำให้น่าสนใจสำหรับใช้ในยานยนต์เพื่อให้กระแสไฟฟ้าสูงที่จำเป็นสำหรับการสตาร์ทมอเตอร์
แม้ว่าเคมีตะกั่วจะครบกำหนดแล้ว แต่ก็ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน มีเหตุผลเพียงพอสำหรับความนิยม กรดตะกั่วมีความน่าเชื่อถือและราคาไม่แพงโดยพิจารณาจากต้นทุนต่อวัตต์ แทบจะไม่มีแบตเตอรี่อื่นใดที่สามารถให้พลังงานสูงได้ในราคาถูกเท่ากับกรดตะกั่ว ทำให้มีความคุ้มค่าในรถยนต์ รถกอล์ฟ รถยก เรือ และเครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS)
โครงสร้างกริดของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทำจากโลหะผสมตะกั่ว ตะกั่วบริสุทธิ์อ่อนเกินกว่าจะรองรับตัวเองได้ ดังนั้นจึงมีการเติมโลหะอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยเพื่อให้ได้ความแข็งแรงทางกลและปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้า สารเติมแต่งที่พบบ่อยที่สุดคือพลวง แคลเซียม ดีบุก และซีลีเนียม แบตเตอรี่เหล่านี้มักเรียกกันว่า "พลวงตะกั่ว" และ "แคลเซียมตะกั่ว"
การเพิ่มพลวงและดีบุกสามารถปรับปรุงการไหลเวียนได้ลึก แต่จะเพิ่มการใช้น้ำและความต้องการความสมดุล แคลเซียมสามารถลดการคายประจุเองได้ แต่แผ่นแคลเซียมตะกั่วอาจมีผลข้างเคียงจากการเจริญเติบโตเนื่องจากเกตออกซิเดชันในระหว่างการชาร์จเกิน แบตเตอรี่กรดตะกั่วสมัยใหม่ยังใช้สารเติมแต่ง เช่น ซีลีเนียม แคดเมียม ดีบุก และสารหนู เพื่อลดปริมาณพลวงและแคลเซียม
ในระหว่างการปั่นจักรยานลึก กรดตะกั่วจะหนักกว่าระบบที่ใช้นิกเกิลและลิเธียม และมีความทนทานต่ำกว่า การคายประจุจนหมดจะทำให้เกิดความเครียด และแต่ละรอบการคายประจุ/การชาร์จจะทำให้แบตเตอรี่ต้องใช้ประจุเพียงเล็กน้อยอย่างถาวร เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสภาพการทำงานที่ดี การสูญเสียจะน้อยที่สุด แต่เมื่อประสิทธิภาพลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของความจุที่กำหนด การซีดจางก็จะเพิ่มขึ้น ลักษณะการสึกหรอนี้ใช้ได้กับแบตเตอรี่ทุกก้อนในองศาที่แตกต่างกัน
ตามความลึกของการคายประจุ กรดตะกั่วที่ใช้สำหรับการใช้งานรอบลึกสามารถให้รอบการคายประจุ/การชาร์จได้ 200 ถึง 300 รอบ สาเหตุหลักสำหรับอายุการใช้งานที่ค่อนข้างสั้นคือการกัดกร่อนของประตูบนอิเล็กโทรดบวก การสิ้นเปลืองวัสดุออกฤทธิ์ และการขยายตัวของแผ่นอิเล็กโทรดบวก ที่อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นและเมื่อดึงกระแสคายประจุสูง ปรากฏการณ์การเสื่อมสภาพนี้จะถูกเร่งให้เร็วขึ้น
การชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วนั้นทำได้ง่าย แต่ต้องปฏิบัติตามขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง การเลือกขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าต่ำอาจครอบคลุมแบตเตอรี่ แต่อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงและการสะสมของซัลเฟตบนแผ่นอิเล็กโทรดขั้วลบ ข้อจำกัดด้านแรงดันไฟฟ้าสูงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ แต่จะทำให้เกิดการกัดกร่อนของประตูบนแผ่นอิเล็กโทรดขั้วบวก หากซ่อมแซมได้ทันเวลา ซัลเฟตสามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ แต่การกัดกร่อนจะคงอยู่ถาวร
กรดตะกั่วไม่สามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็ว และสำหรับกรดตะกั่วส่วนใหญ่จะใช้เวลา 14 ถึง 16 ชั่วโมงในการชาร์จจนเต็ม แบตเตอรี่จะต้องชาร์จเต็มอยู่เสมอ พลังงานแบตเตอรี่ต่ำอาจทำให้เกิดซัลเฟต ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เสียหายได้ การเติมคาร์บอนลงในขั้วลบสามารถลดปัญหานี้ได้ แต่ก็สามารถลดพลังงานจำเพาะได้เช่นกัน
