1. 放电中的化学变化 ：蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。
2. 充电中的化学变化 ：由于放电时在阳极板，阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升，并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态，当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。
电池工作原理
1、铅蓄电池放电。设铅蓄电池已经过别的电源充电，这时正极板表面是一层二氧化铅（Pbo2），而负极极为海绵状铅。电解波（稀硫酸溶液）中分子离解，形成正的氢离子（2H ）及负的硫酸根离子（SO24-2）。当铅蓄电池接入负载，闭合电路产生电流，在蓄电池内部的电流是离子电流，方向是由负极板向正极板。
所以正的氢离子向正极板移动，在正极板上产生如下的化学反应：PbO2＋2H ＋H2SO4＝2H2O＋PbSO4，负的离子（SO24-2)）向负极板移动，在负极板上发生的化学反应为：Pb2＋SO24-2)＝PbSO4。可见，在铅蓄电池放电终结时，两极板表面都生成硫酸铅，电解液中硫酸则随放电过程而被消耗，同时形成水，使硫酸溶液浓度变小。这样由于两极板都是同一种物质的导体，就不能作为化学电源了。
2．铅蓄电池充电：将另一个电源的正、负极与被充电的铅蓄电池的正、负极相连。这时蓄电池内部电流方向是从正极板向负极板，硫酸溶液中的正的氢离子向负极板移动。在负极板上发生的化学反应为：PbSO4＋2H ＝Pb2＋H2SO4，可见经过充电，负极板表面又重新形成一层海绵状的铅，同时形成硫酸，硫酸溶液中的硫酸根负离子（SO4-2)）向正极板移动，与正极板发生的化学反应为：PbSO4＋2H2O＋SO4-2－＝PbO2＋2H2SO4。可见充电的结果，使两个极板表面成为不同物质的导体，硫酸的浓度也得到恢复，于是又成为化学电源。
有些电池能反复充电、放电，人们把这类电池称作蓄电池，又叫做二次电池。蓄电池并非直接能储藏电，因为电是电子的定向流动，而大量的电子是无法像普通物件一般储存在仓库里的。蓄电池之所以能“蓄电”，是把外界的电能用来促使电池内部发生化学反应，把电能转换成化学能储存起来；使用电池时，电池内部又进行逆向的化学反应，把储存的化学能转变为电能。这种可逆的变化可反复多次进行，蓄电池也就可以反复充电使用了。蓄电池的种类很多，较常见的是铅蓄电池，它常常用在汽车上。目前在通信、家电上用得较多的是小型的全封闭蓄电池，如镍镉电池、镍氢电池、锂电池等。
