Bien qu'il existe de nombreuses chimies de batteries aujourd'hui, et que de nouveaux types deviennent commercialement viables au fil du temps, nous traitons les types au plomb-acide, inondés, AGM et Gel véritable, car ils sont largement utilisés dans les applications dans lesquelles nous nous spécialisons. Une cellule de batterie au plomb-acide typique a deux types de plaques, l'une en plomb et l'autre en dioxyde de plomb, toutes deux en contact avec l'électrolyte d'acide sulfurique, soit sous forme liquide, absorbée dans un tapis (AGM), soit sous forme de gel. Le dioxyde de plomb (PbO₂) réagit avec l'électrolyte d'acide sulfurique (H₂SO₄) résultant en ions hydrogène et ions oxygène (qui fabriquent de l'eau) et sulfate de plomb (PbSO₄) sur la plaque. La plaque de plomb réagit avec l'électrolyte (acide sulfurique) et laisse du sulfate de plomb (PbSO₄) et un électron libre. La décharge de la batterie (permettant aux électrons de quitter la batterie) entraîne l'accumulation de sulfate de plomb sur les plaques et la dilution de l'acide par l'eau. La densité de l'électrolyte, mesurée avec un hydromètre dans les batteries inondées, indique sa charge relative (force) ou son niveau de dilution (décharge). La réversibilité de cette réaction nous donne l'utilité d'une batterie au plomb-acide.

La charge de la batterie inverse le processus ci-dessus et implique de soumettre la batterie à des tensions supérieures à sa tension existante. Plus la tension est élevée, plus le taux de charge est rapide, sous réserve de certaines limitations. Il y a un point de gazage à considérer, et les véritables batteries au gel ont une tension de charge de pointe plus faible, car des bulles peuvent se produire dans le gel qui ne se dissipent pas et entraînent des dommages à la batterie. Les cristaux de sulfate de plomb sont décomposés (plus ou moins avec succès) dans le cycle de charge. Parfois, certains cristaux restent, ou parfois une batterie est laissée partiellement déchargée où les cristaux de sulfate de plomb durcissent et réduisent la capacité de la batterie à être chargée. C'est ce qu'est la désulfatation (désulfuration).