充电时：
负极反应：PbSO₄+2e⁻=Pb+SO₄²⁻。
正极反应：PbSO₄+2H₂O=PbO₂+2e-+4H++SO₄²-。
放电时：
负极反应：Pb-2e+SO₄²-=PbSO₄。
正极反应：PbO₂+2e⁻+4H++SO₄²⁻=PbSO₄+2H₂O。
铅酸电池的基本结构是将二氧化铅和金属铅制成的电极插入到稀硫酸溶液中。它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。当电路接通时，正极的二氧化铅得到电子变成硫酸铅，而负极的铅失去电子，也变成硫酸铅。
当铅和二氧化铅固体都变成硫酸铅后，电池没电了。如果这个时候我们将两边的硫酸铅分别与外加电源相连，在电流的作用下，连接电源正极的硫酸铅失去电子变成二氧化铅，而连接电源负极的硫酸铅得到电子变成铅。也就是说，电池的电量又重新被充满了。
发展历史：
1859年法国物理学家普兰特(Gaston Plante)发明了铅酸电池。他于1860年向法国科学院送交样品，这种电池利用两个陶块铅皮，以橡胶片隔开，中间用橡胶条隔开，浸在10％的稀疏酸中。
这种电池的独特之处是，当电池使用一段使电压下降时，可以改变电池的正负极，使电池电压回升。如此反复进行，所得产品能以比当时任何一次电池更大的电流放电。
1873年，西门子发明直流发电机，因为这种铅酸电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池，又称二次电池。
1881年英国物理学家福特采用糊状氧化铅技术，铅的氧化物(一氧化铅或四氧化铅)以稀硫酸合成铅膏，涂在具有许多凹凸面的铅板上，放在稀硫酸中进行电解而形成极板，这样可在短时间内得到较大容量的极板。
1881，英国人色隆(Sellon)发明了铅锑合金板栅，这种板栅与富尔涂粉方法结合，出现了所谓涂膏式极板。这种生产方法简易可行，大大便利于生产。涂膏式极板进一步发展，另外又产生了管式的极板。
1882年，格拉斯顿和特拉普提出了双极硫化理论，从此建立了公认的铅蓄电池工作原理
1883年，图德发现在稀硫酸中加腐蚀剂如过氯酸钾等，制成正极板的方法虽然生产仍比涂膏式复杂，耗铅也多，但寿命特长。
1911年，开始生产铅蓄电池。铅酸电池是世界上第一个商业化应用的可再充电池。铅酸蓄电池生产受到两项大的推动力：一是汽车开始用它来做起动、照明、点火三项任务。
二是电话业采用铅酸蓄电池作为备用电源。从此以后铅酸蓄电池用在汽车、摩托车、铁道、矿山、通信等工业，开站稳了脚跟—直到现在。
