自動車用電池
鉛-カルシウム合金としては、Pb-0.03〜0.15%Ca-0.3~1.5%Sn合金に微量(0.01%以下)のアルミニウム(Al)を添加した組成が一般的である。以下の表に鉛-カルシウム調合合金の組成の一例を示す。
鉛蓄電池は格子に使われる合金の種類によって、以下のように大別される。
鉛アンチモン電池(PbSb)
鉛カルシウム電池(PbCa)
鉛ハイブリッド型電池(PbSb/Ca)
鉛アンチモン電池は100年余り使われてきた伝統的な鉛蓄電池であり、正極および負極の格子板が鉛-アンチモン合金製である。1881年にSellonによって鉛-アンチモン合金の使用が提唱された。鉛-アンチモン合金は純鉛と比較して、機械的強度が高い、鋳造性が向上する、耐食性が良い、格子体と正極活物質との電気的、物理的結合状態を向上させるなど、著しい長所がある。鉛アンチモン電池は充放電サイクル安定性が高く、充電受け入れ性能も高いため、有害な電解液の成層化の影響を受けにくい。鉛アンチモン電池は、メンテナンスフリー電池として生産することもできるが、先に述べたように高い自己放電(容量の0.5 - 2%/日)のため、現在は始動用電池市場からほぼ完全に姿を消している。トラックのためには少数がまだ生産されている。耐用期間はおよそ3から4か月である。製造-卸売-小売-利用者間の流通に要する期間がこの耐用期間を超えることが多かったため、電解液を注入せずに電池の生産と配達を行わなければならなかった。製造業者にとっては、電解液を入れずに保管しなければならないことは生産工程にサイクルラインが1つ追加され、生産経費が高まることを意味した。
電池は物理的な大きさ、端子の種類と位置、取り付け様式によってグループ分けされる。
電池は温度が下がる程、内部抵抗が高くなる。電気抵抗が増大することで、同じ負荷がかかった時の電圧降下が大きくなり、使用可能な電池容量が減る。−18 °Cでは、通常の電池容量の半分以下しか利用できない。極端な低温では、電池を取り外して、暖い屋内に一晩置くことが推奨される。
冬季はエンジンオイルの粘度が高くなってエンジンの始動により多くの電力を必要とするため、古くなった電池については冬を迎える前には氷点下の気温でエンジンを始動するために十分な容量が残っているかどうか確認すべきである。旧式の電池は、上部の栓を抜いて個々のセルの電解液をサンプリングして、比重計で電解液の比重を調べることができる。
シール形電池の場合は、開回路電圧に基づいて残存容量を見積もることができる。よく充電された電池では、充電が完了した数時間後に12.7 V以上あってしかるべきである。
典型的には、エンジンの始動には電池容量の3パーセント弱が使われる。この理由のため、自動車用電池は短時間に最大の電流を供給するように設計されている。この理由のため、これらは「SLI電池」(始動 starting、照明 lightning、点火 ignitionの頭文字から)と呼ばれることがある。SLI電池は深放電のためには設計されておらず、完全に放電すると電池の寿命が縮まる。
エンジンの始動と共に、SLI電池は様々な車載電気機器に電力を供給する。また、電気系統に損傷を与える可能性がある電圧スパイク(英語版)をならすためのスタビライザーでもある。エンジンが動いている間は、ほとんどの電力はオルタネーターによって供給される。電圧は電圧調整器(英語版)によって13.5 Vと14.5 Vの間に保たれる。現代的なSLI電池は鉛酸型であり、起電力2 Vのセルを6個または12個で直列で接続し、12 V(ほとんどの乗用車と小型トラック)または24 V(大型トラックや地ならし機)の公称電圧を生み出している。
充電中に水の電気分解が起こると水素と酸素が発生する。電池の排気孔が塞がっていたりして水素ガスが溜まり、これに何らかの点火源が組み合わさるとガス爆発が起こり得る。エンジン始動中の爆発は、電池の電極が腐食していたり汚れていたりするのが原因で大抵起こる。米国運輸省道路交通安全局(英語版)(NHTSA)による1993年の研究では、車の電池爆発による怪我の31%が電池の充電中に起こっていたことが示されている。次によくあったのが、ジャンプスタート中にバッテリー上がりを起こした電池へ誤った方法でケーブルを接続した事例である。怪我をした人の3分の2近くが化学的火傷を負い、4分の3近くが眼に損傷を負った。
気密構造の制御弁式鉛蓄電池(VRLA電池)。電解液がガラス繊維マット製のセパレータに吸着されている。
27 °Cで25 Aの電流を放電し、放電終始電圧10.5 Vになるまでの時間(単位は分)。
少なくとも7.2ボルトの電圧を維持しながら0 °F (−18 °C) で電池が30秒間供給できる電流量(米国SAEおよびJIS D 5301規格)。欧州の規格(EN 50342-1:2012)では7.5ボルトの電圧を維持しながら、−18 °Cで電池が10秒間供給できる電流である(10秒休止後、定格コールドクランキング電流の60%の電流値でおこなう2回目の放電〔カットオフ電圧6.0 V〕の持続時間も計測する)。測定方法と電圧が異なるため、SAE/JISの方法で測定されたCCA値よりも、ENの方法で測定されたCCA値の方が低くなる。コンピュータ制御された直噴エンジンを使用する現代的な自動車は始動にわずか数秒しかかからず、CCA値の重要性は以前よりも低下している。CCA値をCA/MCA値またはHCA値と混同してはならない、後者の方がより高い温度で計測されるため常に高い値となる。例えば、CCA値250アンペアの電池はCA(またはMCA)値250アンペアの電池よりも始動性能が高い。HCA値も同様である。