Una batteria al piombo-acido produce elettricità mescolando acido solforico con acqua, creando una reazione chimica che genera elettroni liberi, ovvero elettricità. Col tempo, l'acido solforico si attacca alle piastre di piombo, indebolendo la batteria fino a farla morire. I caricabatterie per batterie al piombo-acido utilizzano l'elettricità esterna per forzare l'acido solforico a tornare in soluzione nell'acqua, ricaricando la batteria. Esistono anche diversi tipi di caricabatterie.
Fasi di ricarica
Idealmente, una batteria al piombo-acido viene caricata in tre fasi. Nella prima fase, la batteria viene caricata a corrente costante man mano che la tensione aumenta. Questo completa circa il 70% della carica e richiede dalle cinque alle otto ore. Nella seconda fase, la corrente dovrebbe essere ridotta e per altre sette-dieci ore la batteria viene caricata fino alla sua tensione di picco.
Nella terza fase, una corrente ridotta fornisce quella che viene chiamata carica di mantenimento per circa quattro ore, durante le quali la batteria "riposa" e la tensione scende leggermente rispetto al picco per prevenire la corrosione. Poiché le batterie possono essere sufficientemente cariche per l'uso nella prima fase, molti tipi diversi di caricabatterie possono caricare più velocemente.
Caricabatterie semplici
Il caricabatterie "semplice" a corrente costante può completare la prima fase, ma non è in grado di completare le fasi due e tre e può danneggiare la batteria sovraccaricandola. Il caricabatterie deve essere compatibile con l'amperaggio della batteria per evitare sovraccarichi rapidi e danni. I caricabatterie semplici erogano 12 V o 24 V a una sola velocità e quindi richiedono un attento monitoraggio. Possono caricare molto più velocemente del valore ideale, ma non caricano in modo sicuro oltre il 70% nella prima fase.
Caricabatterie a goccia
Altri tipi di caricabatterie sono progettati per monitorare le fasi di ricarica e ridurre la corrente in modo appropriato per ciascuna fase. Questi tipi di caricabatterie includono i caricabatterie di mantenimento, i caricabatterie a tempo e i caricabatterie "intelligenti". I caricabatterie di mantenimento producono una corrente costantemente bassa per prevenire danni da sovraccarico, ma sono lenti. I caricabatterie a tempo temporizzano le fasi di carica, ma senza alcun feedback diretto dalla batteria. I caricabatterie intelligenti si adattano alle fasi in base al feedback monitorato dalla batteria.
Caricabatterie a ciclo profondo
I caricabatterie sono progettati anche per due diverse tipologie di batterie al piombo: batterie di avviamento (come quelle che avviano le auto) e batterie a ciclo profondo (come quelle che alimentano i motori elettrici per imbarcazioni). Le batterie di avviamento forniscono una carica breve e potente ai sistemi di accensione. Le batterie a ciclo profondo hanno una tensione inferiore e più lenta, ma forniscono una corrente costante per lungo tempo.
Queste ultime sono generalmente batterie marine, e per queste batterie vengono utilizzati tre tipi di caricabatterie. Uno è il caricabatterie ferro-risonante, economico ma lento. I caricabatterie lineari sono lenti e vulnerabili alle sovratensioni, ad esempio quelle provenienti da un generatore. I caricabatterie a commutazione risolvono i problemi degli altri due e sono leggeri; tuttavia, sono i più costosi.