La sulfatation représente l'accumulation de sulfate de plomb sur les électrodes (plaques de plomb). Ce phénomène apparait naturellement à chaque décharge de la batterie, et disparait lors d'une recharge.

Cependant sous certaines conditions (décharge prolongée ou trop profonde, température importante, gazéification de l'électrolyte), des ilots stables de sulfate de plomb apparaissent et ne sont plus dissous lors de la charge. Le sulfate de plomb ainsi généré diminue la capacité de la batterie en empêchant les réactions sur l'électrode et de par sa faible conductivité électrique. Le processus de sulfatation est interrompu dès que la batterie est remise en charge.

Si on traine à recharger la batterie, le sulfate de plomb se transforme en cristaux de sulfate de plomb, plus difficile à dissoudre. C'est un isolant qui empêche la communication entre la plaque de plomb et l'électrolyte (acide), ce qui a pour conséquence d'empêcher d'accepter la charge.

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