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

 

Взгляните на любую батарею, и вы заметите, что у нее две клеммы. Одна клемма отмечена (+) или положительная, а другая отмечена (-) или отрицательная. В обычных батарейках для фонариков, таких как элементы типа AA, C или D, клеммы расположены на концах. Однако на 9-вольтовой или автомобильной батарее клеммы расположены рядом друг с другом в верхней части устройства. Если вы соедините провод между двумя клеммами, электроны будут перетекать от отрицательного конца к положительному концу с максимальной скоростью. Это быстро изнашивает батарею, а также может быть опасным, особенно для батарей большей емкости. Чтобы правильно использовать электрический заряд, производимый аккумулятором, необходимо подключить его к нагрузке. Нагрузкой может быть что-то вроде  лампочки , двигателя или электронной схемы, например  радио .

 

Внутреннее устройство батареи обычно заключено в металлический или пластиковый корпус. Внутри этого корпуса находятся катод, который соединяется с положительной клеммой, и анод, который соединяется с отрицательной клеммой. Эти компоненты, более известные как электроды, занимают большую часть места в батарее и являются местом, где происходят химические реакции. Сепаратор создает барьер между катодом и анодом, предотвращая соприкосновение электродов и позволяя электрическому заряду свободно течь между ними. Среда, которая позволяет электрическому заряду течь между катодом и анодом, называется электролитом. Наконец, коллектор проводит заряд наружу батареи и через нагрузку.

 

Многое происходит внутри батареи, когда вы вставляете ее в фонарик, пульт дистанционного управления или другое беспроводное устройство. Хотя процессы, с помощью которых они производят электричество, немного различаются от батареи к батарее, основная идея остается той же.

 

Когда нагрузка замыкает  цепь  между двумя клеммами, батарея вырабатывает электричество посредством серии электромагнитных реакций между анодом, катодом и электролитом. На аноде происходит реакция окисления, в которой два или более ионов (электрически заряженные атомы или молекулы) из электролита соединяются с анодом, образуя соединение и высвобождая один или несколько электронов. В то же время на катоде происходит реакция восстановления, в которой вещество катода, ионы и свободные электроны также объединяются с образованием соединений. Хотя это действие может показаться сложным, на самом деле оно очень просто: реакция на аноде создает электроны, а реакция на катоде их поглощает. Чистый продукт – электроэнергия. Батарея будет продолжать производить электричество до тех пор, пока на одном или обоих электродах не закончится вещество, необходимое для протекания реакции.

 

Современные батареи используют различные химические вещества для обеспечения своей реакции. Общий химический состав аккумуляторов включает в себя:

 

Цинк-углеродная батарея: Цинк-углеродный химический состав распространен во многих недорогих сухих батареях AAA, AA, C и D. Анод —  цинк , катод — диоксид марганца, электролит — хлорид аммония или хлорид цинка.

 

Щелочная батарея. Этот химический состав также распространен в сухих батареях AA, C и D. Катод состоит из смеси диоксида марганца, а анод — из цинкового порошка. Свое название он получил от электролита гидроксида калия, который является щелочным веществом.

 

Литий-ионный аккумулятор (перезаряжаемый): литий-химический элемент часто используется в высокопроизводительных устройствах, таких как сотовые телефоны, цифровые камеры и даже электромобили. В литиевых батареях используются различные вещества, но наиболее распространенной комбинацией является катод из оксида лития-кобальта и угольный анод.

 

Свинцово-кислотный аккумулятор (перезаряжаемый): это химический состав, используемый в обычном автомобильном аккумуляторе. Электроды обычно изготавливаются из диоксида свинца и металлического свинца, а электролитом является раствор серной кислоты.