סוללת עופרת, הידועה גם כסוללת עופרת, היא סוג של סוללה עם אלקטרודות העשויות בעיקר מעופרת ואלקטרוליט העשויות מתמיסת חומצה גופרתית. זה מתחלק בדרך כלל לשני סוגים: סוללות מסוג פתוח וסוללות מבוקרות שסתומים. הראשון דורש תחזוקה קבועה של הזרקת חומצה, בעוד שהאחרון הוא סוללה נטולת תחזוקה.
סוללות חומצת עופרת הן הסוג המוקדם ביותר של סוללות נטענות שהומצא על ידי הפיזיקאי הצרפתי גסטון פלאנטה בשנת 1859. למרות שיש לה יחס אנרגיה למשקל נמוך מאוד ויחס אנרגיה לנפח נמוך, היכולת שלה לספק זרמי נחשול גבוהים פירושה שלסוללה יש יחס כוח למשקל גדול יחסית. תכונות אלו, יחד עם העלות הנמוכה שלהן, הופכות אותן לאטרקטיביות לשימוש בכלי רכב ממונעים כדי לספק את הזרם הגבוה הנדרש להתנעת מנועים.
למרות שהכימיה של עופרת הבשילה, היא עדיין בשימוש נרחב כיום. יש מספיק סיבות לפופולריות שלו. חומצת עופרת אמינה וזולה בהתבסס על עלות לוואט. כמעט שום סוללה אחרת לא יכולה לספק כוח גבוה בזול כמו חומצה עופרת, מה שהופך אותה לחסכונית במכוניות, עגלות גולף, מלגזות, ספינות ואספקת חשמל אל-פסק (UPS).
מבנה הרשת של סוללות עופרת-חומצה עשוי מסגסוגת עופרת. עופרת טהורה רכה מכדי לתמוך בעצמה, ולכן נוספה כמות קטנה של מתכות אחרות כדי להשיג חוזק מכני ולשפר את הביצועים החשמליים. התוספים הנפוצים ביותר הם אנטימון, סידן, פח וסלניום. סוללות אלו מכונות בדרך כלל "אנטימון עופרת" ו"סידן עופרת".
הוספת אנטימון ופח יכולה לשפר את זרימת הדם העמוקה, אך הדבר יגדיל את צריכת המים והביקוש לאיזון. סידן יכול להפחית פריקה עצמית, אך לצלחות סידן עופרת עשויות להיות תופעות לוואי של צמיחה עקב חמצון שער במהלך טעינת יתר. סוללות עופרת-חומצה מודרניות משתמשות גם בחומרי סימום כמו סלניום, קדמיום, בדיל וארסן כדי להפחית את תכולת האנטימון והסידן.
במהלך רכיבה על אופניים עמוקים, חומצת עופרת כבדה יותר ממערכות מבוססות ניקל וליתיום ובעלת עמידות ירודה יותר. פריקה מלאה מובילה למתח, וכל מחזור פריקה/טעינה מונע מהסוללה כמות קטנה של טעינה לצמיתות. כאשר הסוללה במצב תקין, ההפסד הוא מינימלי, אך ברגע שהביצועים ירדו למחצית מהקיבולת הנומינלית, הדהייה תגבר. מאפיין בלאי זה חל על כל הסוללות בדרגות שונות.
על פי עומק הפריקה, חומצת עופרת המשמשת ליישומי מחזור עמוק יכולה לספק 200 עד 300 מחזורי פריקה/טעינה. הסיבות העיקריות לחיי המחזור הקצרים יחסית שלה הן קורוזיה בשער על האלקטרודה החיובית, דלדול של חומרים פעילים והתרחבות של לוח האלקטרודה החיובית. בטמפרטורות עבודה גבוהות יותר וכאשר שואבים זרמי פריקה גבוהים, תופעת ההזדקנות הזו תואצה.
טעינת סוללות עופרת היא פשוטה, אך יש להקפיד על מגבלות מתח נכונות. בחירה במגבלת מתח נמוך יכולה לכסות את הסוללה, אך היא עלולה להוביל לירידה בביצועים ולהצטברות של סולפט על לוח האלקטרודה השלילית. הגבלת מתח גבוה יכולה לשפר את הביצועים, אך היא תיצור קורוזיה בשער על לוחית האלקטרודה החיובית. אם יתוקן בזמן, ניתן לבטל את הסולפטציה, אך קורוזיה היא קבועה.
חומצת עופרת לא ניתנת לטעינה מהירה, ולרוב הסוגים, נדרשות 14 עד 16 שעות לטעינה מלאה. הסוללה חייבת תמיד להיות טעונה במלואה. כוח סוללה נמוך יכול להוביל לסולפטציה, מה שעלול לפגוע בביצועי הסוללה. הוספת פחמן לאלקטרודה השלילית יכולה להפחית בעיה זו, אך היא גם יכולה להוריד את האנרגיה הספציפית.
