Loodzuurbatterij, ook wel loodzuurbatterij genoemd, is een type batterij met elektroden die voornamelijk uit lood bestaan en een elektrolyt uit een zwavelzuuroplossing. Het is over het algemeen verdeeld in twee typen: open type batterijen en klepgestuurde batterijen. De eerste vereist regelmatig onderhoud met zuurinjectie, terwijl de laatste een onderhoudsvrije accu is.
Loodzuurbatterijen zijn het vroegste type oplaadbare batterij, uitgevonden door de Franse natuurkundige Gaston Plante in 1859. Hoewel de batterij een zeer lage energie-gewichtsverhouding en een lage energie-volume-verhouding heeft, betekent het vermogen om hoge stootstromen te leveren dat de batterij een relatief grote vermogen-gewichtsverhouding. Deze kenmerken, samen met hun lage kosten, maken ze aantrekkelijk voor gebruik in motorvoertuigen om de hoge stroom te leveren die nodig is voor het starten van motoren.
Hoewel de loodchemie volwassen is geworden, wordt deze nog steeds veel gebruikt. Er zijn voldoende redenen voor de populariteit ervan. Loodzuur is betrouwbaar en goedkoop op basis van de kosten per watt. Bijna geen enkele andere batterij kan zo goedkoop een hoog vermogen leveren als loodzuur, waardoor deze kosteneffectief is in auto's, golfkarretjes, vorkheftrucks, schepen en ononderbroken stroomvoorzieningen (UPS).
De roosterstructuur van loodzuurbatterijen is gemaakt van een loodlegering. Zuiver lood is te zacht om zichzelf te ondersteunen, dus werd een kleine hoeveelheid andere metalen toegevoegd om mechanische sterkte te verkrijgen en de elektrische prestaties te verbeteren. De meest voorkomende additieven zijn antimoon, calcium, tin en selenium. Deze batterijen worden gewoonlijk "loodantimoon" en "loodcalcium" genoemd.
Het toevoegen van antimoon en tin kan de diepe bloedsomloop verbeteren, maar dit zal het waterverbruik en de vraag naar evenwicht vergroten. Calcium kan de zelfontlading verminderen, maar loodcalciumplaten kunnen groeibijwerkingen hebben als gevolg van poortoxidatie tijdens overladen. Moderne loodzuurbatterijen gebruiken ook dopingmiddelen zoals selenium, cadmium, tin en arseen om het antimoon- en calciumgehalte te verminderen.
Tijdens diepe cycli is loodzuur zwaarder dan op nikkel en lithium gebaseerde systemen en heeft het een slechtere duurzaamheid. Volledige ontlading leidt tot overbelasting, en elke ontladings-/oplaadcyclus ontneemt de accu permanent een kleine hoeveelheid lading. Wanneer de batterij in goede staat verkeert, is het verlies minimaal, maar zodra de prestaties tot de helft van de nominale capaciteit dalen, zal de vervaging toenemen. Deze slijtagekarakteristiek is in verschillende mate van toepassing op alle accu's.
Afhankelijk van de ontladingsdiepte kan loodzuur dat wordt gebruikt voor deep-cycle-toepassingen 200 tot 300 ontladings-/oplaadcycli opleveren. De belangrijkste redenen voor de relatief korte levensduur zijn poortcorrosie op de positieve elektrode, uitputting van actieve materialen en uitzetting van de positieve elektrodeplaat. Bij hogere bedrijfstemperaturen en bij het afnemen van hoge ontlaadstromen zal dit verouderingsverschijnsel worden versneld.
Het opladen van loodzuuraccu's is eenvoudig, maar de juiste spanningslimieten moeten worden gevolgd. Het kiezen van een lage spanningslimiet kan de batterij bedekken, maar kan leiden tot prestatievermindering en ophoping van sulfaat op de negatieve elektrodeplaat. Een beperking van de hoge spanning kan de prestaties verbeteren, maar veroorzaakt poortcorrosie op de positieve elektrodeplaat. Als het tijdig wordt gerepareerd, kan sulfatering worden teruggedraaid, maar corrosie is permanent.
Loodzuur kan niet snel worden opgeladen en bij de meeste soorten duurt het 14 tot 16 uur om volledig op te laden. De batterij moet altijd volledig opgeladen zijn. Een laag batterijvermogen kan leiden tot sulfatering, wat de prestaties van de batterij kan schaden. Het toevoegen van koolstof aan de negatieve elektrode kan dit probleem verminderen, maar het kan ook de specifieke energie verlagen.
