放電：當電池向外部電路輸出電能時，稱為放電。當電池接入外電路放電時，硫酸會與正負極板上的活性物質發生反應，生成化合物“硫酸鉛”。放電時間越長，硫酸濃度越稀，電池中的“液體”越少，電池兩端電壓越低。
化學反應過程如下：
PbO2 + 2h2so4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4（放電反應）
充電：電池從其他直流電源獲取電能，稱為充電。充電時，正負極板上的硫酸鉛會分解還原成硫酸、鉛和氧化鉛。同時，負極板產生氫氣，正極板產生氧氣。隨著電解液中酸濃度的增加，電池兩端的電壓也會增加。當正負極板上的硫酸鉛還原為原來的活性物質時，充電結束。
充電時，正負極板上產生的氧氣和氫氣會“氧化”成電池內部的水，返回電解液。
化學反應過程如下：
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 → PbO2 + 2h2so4 + Pb（充電反應）
從上述化學反應方程式可以看出，鉛酸電池在放電時，正極活性物質二氧化鉛和負極活性物質鉛金屬與硫酸電解液反應生成硫酸鉛，這在電化學中稱為“硫酸氫鹽反應”。電池放電結束時，正負極活性物質形成的硫酸鉛是一種結構疏松、晶體細小的晶體，具有較高的活性。在電池充電過程中，正負極中松散而細小的硫酸鉛在外加充電電流的作用下會被還原為二氧化鉛和金屬鉛，電池處于充滿電狀態。正是這種可逆的電化學反應使電池實現了儲存和釋放電能的功能。修復過程大約需要10~20小時，折算成充電3小時。
