Elektrody jsou základní části akumulátorů. Na konstrukci elektrod závisí, jakou má akumulátor kapacitu, jak velkým vybíjecím proudem může být efektivně vybíjen a jakou bude mít životnost v provozu trvalého dobíjení nebo v cyklickém provozu.
Pro získání širší kapacitní řady akumulátorů se kladné elektrody spojují paralelně v kladné sady a záporné elektrody v sady záporné. Kapacita jedné kladné elektrody ( např. 50 Ah ) násobena počtem elektrod v sadě pak udává kapacitu akumulátoru. Poněvadž počet elektrod v sadě je omezený, dosahuje se vyšších kapacit použitím větší elektrody ( např. 100 Ah ), která se opět paralelně spojuje v sady. Jmenovité napětí akumulátoru 2 V se s počtem elektrod v sadách nemění.
Jsou více namáhány chemickými reakcemi a fyzikálními změnami, než elektrody záporné a kratší životností limitují i životnost akumulátorů. Aby kladné elektrody co nejlépe vyhovovaly hlavnímu účelu použití akumulátorů , tak se používají různé konstrukce kladných elektrod.
Se odlévají z velmi čistého ( 99,99% ) olova, mívají tloušťku 7 až 12 mm. Aktivní hmota oxid olovičitý se vytváří na povrchu olova formováním elektrod ve zředěné kyselině sírové za přísady oxidačních látek, nejčastěji chloristanu draselného, pro urychlení formování.
Poněvadž se na povrchu olova vytváří jen tenká vrstva aktivní hmoty oxidu olovičitého, zvětšuje se povrch elektrod 8krát až 12krát žebrováním, jak je patrné z níže uvedeného obrázku. I přes uvedenou úpravu nepřesahuje vytvořená aktivní hmota 25 % hmotnosti elektrod, zbytek 75 % tvoří olověná kostra . Po uvedení do činnosti dosahují elektrody kapacity zpravidla kolem 80 % a kapacita se zvyšuje během provozu postupným formováním olověného kolektoru. Maximální kapacity proto dosahují elektrody před koncem jejich životnosti, i když část aktivní hmoty odpadá do kalového prostoru akumulátoru. Totálním proformování olověného kolektoru pak rychle končí životnost těchto elektrod.
Kolektory se vyráběly odléváním z olova legovaného 5 až 7 % antimonu pro dosažení lepších licích vlastností olova, pro zvýšení mechanické pevnosti alektrod a k dosažení vyšší odolnosti v cyklickém provozu ( nabíjení - vybíjení ), jak je patrné z níže uvedeného gryfu. Nevýhodou takového množství antimonu je zvýšené samovybíjení akumulátorů, kterré se dále zvyšuje jejich stárnutím viz. graf níže. Výrobci akumulátorů proto snižují množství antimonu až na 1,8 % a antimon nahrazují arzenem, selenem, telurem, nebo 0,05 až 1 % vápníku s 0,3 až 0,7 % cínu. Elektrody bez antimonu, legované vápníkem, jsou ale choulostivější na přebíjení a hluboké vybíjení. Pro zvýšení odolnosti při provozu za vyšších teplot se začalo přidávat malé= množství stříbra a hliníku.
Podle účelu použití se vyrábějí elektrody s různými tloušťkami. Elektrody tenčí než 2,5 mm mají menší vnitřní elektrický odpor než elektrody tlustší, a proto se využívají ve výrobě startovacích akumulátorů. Tlustší kladné elektrody se používají pro výrobu průmyslových akumulátorů ( trakčních, staničních, popř. v akumulátorech pro jiné použití ).
Výhodou mřížkových elektrod je snadná výroba, malá hmotnost, malý objem a nízká cena. Nevýhodou je jejich kratší životnost jak v cyklickém provozu ( 100 cyklů u startovacích akumulátorů, 300 až 700 cyklů u trakčních akumulátorů ), tak v provozu trvalého dobíjení na konstantní napětí ( podle konstrukce staničních akumulátorů, zhruba od 3 do 12 let ).
Se dlouhou životností v počtu cyklů ( 1000 až 1500 cyklů nabití - vybití ) i v provozu trvalého dobíjení na konstantní napětí ( 15 až 18 let ) blíží elektrodám velkopovrchovým, jejich hmotnost a objem je přibližují lehkým elektrodám mřížkovým.
Elektrody jsou sestaveny z olověného hřebene, jehož trny jsou zasunuty v trubicích z kyselinovzdorných textilních vláken. Aktivní hmota pak vyplňuje prostor kolem trnů v trubicích. Textilní trubice brání uvolňování aktivní hmoty a její odpadávání do kalového prostoru akumulátoru. Životnost elektrod proto závisí na korozní odolnosti olověného kolektoru.
Přes uvedené výhody je výroba elektrod poněkud pracnější a jejich vnitřní elektrický odpor větší než odpor mřížkových elektrod. Někteří výrobci dosahují snížení vnitřního elektrického odporu použitím textilních trubic o průměru 6 mm namísto klasického průměru 8,7 mm.
Mají kolektor podobný elektrodám mřížkovým s tím rozdílem, že svislá žebra jsou zesílena do tvaru tyček. Tím se snižují proudové stráty v kolektoru při zatěžování vyššími proudy a prodlužuje se životnost elektrod ( zkorodování kolektoru probíhá pomaleji ). Aktivní hmota je po nanesení na kolektor zpevněna uzavřením do tašky ( obálky ) plastového separátoru, aby nedocházelo k jejímu uvolňování a odpadávání do kalového prostoru akumulátoru. Životností se tyčové elektrody blíží elektrodám trubkovým, mají ale menší objem a menší vnitřní elektrický odpor. Jsou proto vhodné pro vybíjení vyššími proudy.
V současné době se vyrábějí záporné elektrody pro všechny typy startovacích, trakčních a staničních akumulátorů jako mřížkové odléváním ( obrázek níže ), nebo válcováním a tažením mřížek z olověného pásu. Legovací přísady jsou podobné jako při výrobě kladných mřížek.
Klasické konstrukce kladných a záporných elektrod se vyrábějí jako desky obdélníkového tvaru. Kromě uvedených prismatických tvarů se používají i jiné konstrukce elektrod s parametry, které nelze klasickými konstrukcemi elektrod dosáhnout.
Obsahují z jedné strany kladnou aktivní hmotu, z druhé strany aktivní hmotu zápornou. Elektrody se sestavují do série tak, že vždy kladná aktivní hmota jedné elektrody se zápornou hmotou sousední elektrody tvoří spolu s elektrolytem samostatný článek. Elektrolyt každého článku musí být proto od sousedního dokonale oddělen, aby nedocházelo k elektrickému skratu mezi jednotlivými články. Na rozdíl od klasických konstrukcí akumulátorů se kapacita takové baterie se změnou počtu bipolárních elektrod nemění. Napětí baterie odpovídá počtu článků, sestavených z bipolárních elektrod.
Se zhotovují válcováním mřížek elektrod z pásu čistého olova a vmazáním pasty aktivní hmoty do mřížek. Pásy kladné a záporné elektrody se po proložení speciálním separátorem ze skleněných mikrovláken svinou do těsné spirály a vkládají do článkové nádoby válcovitého tvaru. Elektrolyt je pouze nasáknut do separátoru a aktivních hmot elektrod. Konstrukce je patrná z obrázku níže.
Určené pro staniční akumulátory mají kruhový tvar a jsou z jedné strany vyduté, jako disk. Tvar mřížky kladné a záporné elektrody a sestava článku jsou patrné z obrázku níže. Podle matematického modelu se tlak expandující aktivní hmoty stejnoměrně rozkládá do zesíleného kruhového obvody elektrod a zeslabuje se vydouváním středu elektrod. Zamezuje se tím nerovnoměrnému rozložení tlaků expandující aktivní hmoty spojené s praskáním mřížek, jaké známe u klasických elektrod. To se příznivě projevuje na životnosti elektrod. Výrazně delší životnost v provozu trvalého dobíjení potvrdily i urychlené zkoušky při provozu za zvýšené teploty ( na grafu níže ). Z dosažených výsledků se předpokládá, že životnost akumulátorů s diskovými elektrodami bude dosahovat 30 až 40 let.
Konstrukce článku je znázorněna na obrázku. Kladné a záporné elektrody proložené separátory se sestavují do sloupců. Kladné elektrody se spojují paralelně v sadu svařením sloupků po obvodě elektrod, záporné elektrody se spojují paralelně protavením středového prstence. Článkové nádoby mají válcový tvar. Záporný pól je vyveden středem víka, kladný pól je vyvedem mimostředně. Víko je opatřeno bezpečnostní zátkou s nálevkou, kterou lze doplňovat elektrolyt, měřit jeho teplotu a měrnou hmotnost bez snímání zátky. Proti klasickým akumulátorům, u kterých se mění se změnou kapacity jejich půdorysná plocha, mění se u válcových akumulátorů s diskovými elektrodami jejich výška.
