在充放电循环中的不同阶段，二氧化铅的化学计量变化很小。电池充电后，二氧化铅的组成立刻变为Pb02-O5。
为得到最佳的电流密度，电极需要采用高孔率结构，以便增大电解质与固体的接触面积。因此，充满电的正极由大量二氧化铅晶粒组成，它们相互连接形成连续的多孔网络。采用多孔电极的另一原因是它可满足二氧化铅转变为PhSO.期间体积的增大。在典型的SLI电池中，正极的真实面积经计算为每IA·h容量50一150m2。
当放电时，消耗孔内的硫酸，出现浓度极化，正极电压将下降。对于不完全放电电池，这个现象更明显。PbSO的形成降低了孔体积，并在二氧化铅基体上形成一层微孔膜。正极放电的重要特征与PbSO沉积相关，因为形成致密的有粘附性的膜层会导致电极迅速钝化。