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

 

Schauen Sie sich eine beliebige Batterie an und Sie werden feststellen, dass sie zwei Pole hat. Ein Anschluss ist mit (+) oder positiv markiert, während der andere mit (-) oder negativ markiert ist. Bei normalen Taschenlampenbatterien wie AA-, C- oder D-Zellen befinden sich die Anschlüsse an den Enden. Bei einer 9-Volt- oder Autobatterie hingegen liegen die Pole nebeneinander auf der Oberseite des Geräts. Wenn Sie einen Draht zwischen den beiden Anschlüssen anschließen, fließen die Elektronen so schnell wie möglich vom negativen zum positiven Ende. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß der Batterie und kann insbesondere bei größeren Batterien auch gefährlich sein. Um die von einer Batterie erzeugte elektrische Ladung richtig zu nutzen, müssen Sie sie an eine Last anschließen. Die Last kann beispielsweise eine  Glühbirne , ein Motor oder ein elektronischer Schaltkreis wie ein  Radio sein .

 

Das Innenleben einer Batterie ist normalerweise in einem Metall- oder Kunststoffgehäuse untergebracht. In diesem Gehäuse befinden sich eine Kathode, die mit dem Pluspol verbunden ist, und eine Anode, die mit dem Minuspol verbunden ist. Diese Komponenten, allgemeiner als Elektroden bekannt, nehmen den größten Teil des Raums in einer Batterie ein und sind der Ort, an dem die chemischen Reaktionen stattfinden. Ein Separator bildet eine Barriere zwischen Kathode und Anode und verhindert so, dass sich die Elektroden berühren, während die elektrische Ladung zwischen ihnen ungehindert fließen kann. Das Medium, das den elektrischen Ladungsfluss zwischen Kathode und Anode ermöglicht, wird als Elektrolyt bezeichnet. Schließlich leitet der Kollektor die Ladung nach außen aus der Batterie und durch die Last.

 

Im Inneren einer Batterie passiert viel, wenn Sie sie in Ihre Taschenlampe, Fernbedienung oder ein anderes drahtloses Gerät stecken. Auch wenn sich die Prozesse, mit denen sie Strom erzeugen, von Batterie zu Batterie leicht unterscheiden, bleibt die Grundidee dieselbe.

 

Wenn eine Last den  Stromkreis  zwischen den beiden Anschlüssen schließt, erzeugt die Batterie Strom durch eine Reihe elektromagnetischer Reaktionen zwischen Anode, Kathode und Elektrolyt. An der Anode findet eine Oxidationsreaktion statt, bei der sich zwei oder mehr Ionen (elektrisch geladene Atome oder Moleküle) aus dem Elektrolyten mit der Anode verbinden, eine Verbindung erzeugen und ein oder mehrere Elektronen freisetzen. Gleichzeitig durchläuft die Kathode eine Reduktionsreaktion, bei der sich auch die Kathodensubstanz, Ionen und freie Elektronen zu Verbindungen verbinden. Obwohl dieser Vorgang kompliziert klingen mag, ist er eigentlich ganz einfach: Durch die Reaktion in der Anode entstehen Elektronen, und die Reaktion in der Kathode absorbiert sie. Das Nettoprodukt ist Strom. Die Batterie erzeugt so lange Strom, bis einer oder beiden Elektroden die für die Reaktion erforderliche Substanz ausgeht.

 

Moderne Batterien nutzen eine Vielzahl von Chemikalien, um ihre Reaktionen anzutreiben. Zu den gängigen Batteriechemien gehören:

 

Zink-Kohlenstoff-Batterie: Die Zink-Kohlenstoff-Chemie ist in vielen preiswerten AAA-, AA-, C- und D-Trockenbatterien üblich. Die Anode ist  Zink , die Kathode ist Mangandioxid und der Elektrolyt ist Ammoniumchlorid oder Zinkchlorid.

 

Alkalibatterie: Diese Chemie ist auch in AA-, C- und D-Trockenbatterien üblich. Die Kathode besteht aus einer Mangandioxidmischung, während die Anode aus Zinkpulver besteht. Seinen Namen verdankt es dem Elektrolyten Kaliumhydroxid, einer alkalischen Substanz.

 

Lithium-Ionen-Akku (wiederaufladbar): Die Lithiumchemie wird häufig in Hochleistungsgeräten wie Mobiltelefonen, Digitalkameras und sogar Elektroautos verwendet. In Lithiumbatterien werden verschiedene Substanzen verwendet, eine häufige Kombination ist jedoch eine Lithium-Kobaltoxid-Kathode und eine Kohlenstoffanode.

 

Blei-Säure-Batterie (wiederaufladbar): Dies ist die Chemie, die in einer typischen Autobatterie verwendet wird. Die Elektroden bestehen meist aus Bleidioxid und metallischem Blei, der Elektrolyt ist eine Schwefelsäurelösung.