Une batterie au plomb est constituée par un ensemble d'accumulateurs. La tension nominale d'un accumulateur étant d'environ 2.1 V, une batterie de 12 V est constituée de 6 accumulateurs montés en série et reliés par des connexions en plomb soudées. Ces accumulateurs sont logés dans un bac, le plus souvent en plastique (polypropylène, ABS...), qui est fermé par un couvercle scellé.
Chaque accumulateur est composé d'un ensemble de couples d'électrodes positives et négatives montés en parallèle, au milieu de chaque couple est placé un séparateur.
◊ Electrodes positives
Les électrodes positives sont des grilles, en alliage binaire ou ternaire de plomb (Pb-Sb, Pb-Sn, Pb-Ca, Pb-Sb-As...) dont les alvéoles sont remplis d'une pâte poreuse de peroxyde de plomb PbO2 (matériau actif aux électrodes positives). Les éléments d'alliage permettent d'améliorer les propriétés mécaniques des grilles et ont une influence sur les performances des batteries.
◊ Electrodes négatives
Les électrodes négatives comparables aux grilles positives, sont remplies de plomb métallique très poreux (matériau actif aux électrodes négatives) : on parle d'éponge de plomb métallique.
Les électrodes sont souvent appelées « plaques » en raison de leur forme.
◊ Séparateurs
Afin d'éviter le contact entre les électrodes positives et négatives, et donc des court-circuits, les plaques sont isolées entre elles par un séparateur. Ces séparateurs sont généralement des feuilles rectangulaires, intercalées entre les plaques positives et les plaques négatives, et possèdent des qualités remarquables :
- isolant électrique parfait
- très grande perméabilité aux ions porteurs de charges électriques
- barrière pour les particules de matières
- porosité élevée
- excellente tenue à l'acide sulfurique
Les séparateurs sont le plus souvent constitués par un feutre de fibres cellulosiques protégées par une résine ou encore par du chlorure de polyvinyle fritté ou des feutres en fibre de verre.
◊ Electrolyte
L'électrolyte est une solution diluée d'acide sulfurique, sous forme liquide, de gel ou absorbée dans des feutres en fibre de verre.