Fonte: https://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/battery2.htm

 

Dai un'occhiata a qualsiasi batteria e noterai che ha due terminali. Un terminale è contrassegnato (+) o positivo, mentre l'altro è contrassegnato (-) o negativo. Nelle normali batterie per torce elettriche, come le celle AA, C o D, i terminali si trovano alle estremità. Nelle batterie da 9 Volt o per auto i terminali si trovano invece uno accanto all'altro sulla parte superiore dell'apparecchio. Se colleghi un filo tra i due terminali, gli elettroni fluiranno dall'estremità negativa a quella positiva il più velocemente possibile. Ciò consumerà rapidamente la batteria e può anche essere pericoloso, in particolare con batterie più grandi. Per sfruttare correttamente la carica elettrica prodotta da una batteria, è necessario collegarla a un carico. Il carico potrebbe essere qualcosa come una  lampadina , un motore o un circuito elettronico come una  radio .

 

I meccanismi interni di una batteria sono generalmente alloggiati in una custodia di metallo o plastica. All'interno di questo caso ci sono un catodo, che si collega al terminale positivo, e un anodo, che si collega al terminale negativo. Questi componenti, più generalmente conosciuti come elettrodi, occupano la maggior parte dello spazio in una batteria e sono il luogo in cui avvengono le reazioni chimiche. Un separatore crea una barriera tra il catodo e l'anodo, impedendo agli elettrodi di toccarsi e consentendo alla carica elettrica di fluire liberamente tra di loro. Il mezzo che consente alla carica elettrica di fluire tra il catodo e l'anodo è noto come elettrolita. Infine, il collettore conduce la carica all'esterno della batteria e attraverso il carico.

 

Succedono molte cose all'interno di una batteria quando la inserisci nella torcia, nel telecomando o in un altro dispositivo senza fili. Anche se i processi con cui producono elettricità differiscono leggermente da batteria a batteria, l’idea di base rimane la stessa.

 

Quando un carico completa il  circuito  tra i due terminali, la batteria produce elettricità attraverso una serie di reazioni elettromagnetiche tra anodo, catodo ed elettrolita. L'anodo subisce una reazione di ossidazione in cui due o più ioni (atomi o molecole caricati elettricamente) dell'elettrolita si combinano con l'anodo, producendo un composto e rilasciando uno o più elettroni. Allo stesso tempo, il catodo subisce una reazione di riduzione in cui anche la sostanza catodica, gli ioni e gli elettroni liberi si combinano per formare composti. Sebbene questa azione possa sembrare complicata, in realtà è molto semplice: la reazione nell'anodo crea elettroni e la reazione nel catodo li assorbe. Il prodotto netto è l'elettricità. La batteria continuerà a produrre elettricità finché uno o entrambi gli elettrodi non esauriranno la sostanza necessaria affinché avvengano le reazioni.

 

Le batterie moderne utilizzano una varietà di sostanze chimiche per alimentare le loro reazioni. Le caratteristiche chimiche comuni delle batterie includono:

 

Batteria zinco-carbone: la chimica zinco-carbone è comune in molte batterie a secco AAA, AA, C e D economiche. L'anodo è  zinco , il catodo è biossido di manganese e l'elettrolita è cloruro di ammonio o cloruro di zinco.

 

Batteria alcalina: questa composizione chimica è comune anche nelle batterie a secco AA, C e D. Il catodo è composto da una miscela di biossido di manganese, mentre l'anodo è una polvere di zinco. Prende il nome dall'elettrolita idrossido di potassio, che è una sostanza alcalina.

 

Batteria agli ioni di litio (ricaricabile): la chimica del litio viene spesso utilizzata in dispositivi ad alte prestazioni, come telefoni cellulari, fotocamere digitali e persino auto elettriche. Nelle batterie al litio vengono utilizzate diverse sostanze, ma una combinazione comune è un catodo di ossido di litio cobalto e un anodo di carbonio.

 

Batteria al piombo (ricaricabile): questa è la chimica utilizzata in una tipica batteria per auto. Gli elettrodi sono solitamente costituiti da biossido di piombo e piombo metallico, mentre l'elettrolita è una soluzione di acido solforico.