胶体电池放电时，正极的二氧化铅、负极的海绵铅与电解液中的硫酸反应，硫酸的浓度逐渐降低，形成硫酸铅。
充电时，正负极中的硫酸铅转化为二氧化铅和海绵铅，并且随着硫酸离子的分离，硫酸的浓度会增加。
传统铅酸电池在最后充电期间，会因析氢反应而消耗水。所以需要补偿水。使用潮湿的海绵铅，能迅速与氧气反应，有效控制水分的减少。
从充电开始到最后阶段之前与传统胶体电池相同，但过充时及充电最后一段时间，电能开始分解水，负极处于放电状态因为正极板的氧气与负极板的海绵铅和电解液的硫酸发生反应。这限制了负极板上的氢气析出。放电时负极部分在充电时会转变为海绵状铅。
充电时形成的海绵铅的数量与吸收正极中的氧而形成的硫酸铅的数量相等，保持了负极的平衡，也使密封成为可能。12v 12ah胶体电池。最后阶段充电后的反应及化学方程式如下：