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

 

Jetez un œil à n’importe quelle batterie et vous remarquerez qu’elle a deux bornes. Une borne est marquée (+) ou positive, tandis que l'autre est marquée (-) ou négative. Dans les piles de lampe de poche normales, comme les piles AA, C ou D, les bornes sont situées aux extrémités. Cependant, sur une batterie de 9 volts ou une batterie de voiture, les bornes sont situées les unes à côté des autres sur le dessus de l'appareil. Si vous connectez un fil entre les deux bornes, les électrons circuleront de l’extrémité négative à l’extrémité positive aussi vite qu’ils le peuvent. Cela usera rapidement la batterie et peut également être dangereux, en particulier sur les batteries plus grosses. Pour exploiter correctement la charge électrique produite par une batterie, vous devez la connecter à une charge. La charge peut être quelque chose comme une  ampoule , un moteur ou un circuit électronique comme une  radio .

 

Le fonctionnement interne d’une batterie est généralement logé dans un boîtier en métal ou en plastique. À l’intérieur de ce boîtier se trouvent une cathode qui se connecte à la borne positive et une anode qui se connecte à la borne négative. Ces composants, plus généralement appelés électrodes, occupent la majeure partie de l’espace d’une batterie et sont le lieu où se produisent les réactions chimiques. Un séparateur crée une barrière entre la cathode et l'anode, empêchant les électrodes de se toucher tout en permettant aux charges électriques de circuler librement entre elles. Le milieu qui permet à la charge électrique de circuler entre la cathode et l’anode est appelé électrolyte. Enfin, le collecteur conduit la charge vers l’extérieur de la batterie et à travers la charge.

 

Beaucoup de choses se produisent à l’intérieur d’une batterie lorsque vous l’insérez dans votre lampe de poche, votre télécommande ou tout autre appareil sans fil. Même si les processus par lesquels ils produisent de l’électricité diffèrent légèrement d’une batterie à l’autre, l’idée de base reste la même.

 

Lorsqu'une charge complète le  circuit  entre les deux bornes, la batterie produit de l'électricité grâce à une série de réactions électromagnétiques entre l'anode, la cathode et l'électrolyte. L'anode subit une réaction d'oxydation dans laquelle deux ou plusieurs ions (atomes ou molécules chargés électriquement) de l'électrolyte se combinent avec l'anode, produisant un composé et libérant un ou plusieurs électrons. Dans le même temps, la cathode subit une réaction de réduction dans laquelle la substance cathodique, les ions et les électrons libres se combinent également pour former des composés. Même si cette action peut paraître compliquée, elle est en réalité très simple : la réaction dans l’anode crée des électrons et la réaction dans la cathode les absorbe. Le produit net est l’électricité. La batterie continuera à produire de l’électricité jusqu’à ce qu’une ou les deux électrodes soient à court de la substance nécessaire aux réactions.

 

Les batteries modernes utilisent divers produits chimiques pour alimenter leurs réactions. Les compositions chimiques courantes des batteries comprennent :

 

Pile zinc-carbone : La chimie zinc-carbone est courante dans de nombreuses piles sèches AAA, AA, C et D bon marché. L'anode est en  zinc , la cathode est en dioxyde de manganèse et l'électrolyte est en chlorure d'ammonium ou en chlorure de zinc.

 

Pile alcaline : Cette chimie est également courante dans les piles sèches AA, C et D. La cathode est composée d'un mélange de dioxyde de manganèse, tandis que l'anode est une poudre de zinc. Il tire son nom de l’électrolyte d’hydroxyde de potassium, qui est une substance alcaline.

 

Batterie lithium-ion (rechargeable) : la chimie du lithium est souvent utilisée dans les appareils hautes performances, tels que les téléphones portables, les appareils photo numériques et même les voitures électriques. Diverses substances sont utilisées dans les batteries au lithium, mais une combinaison courante est une cathode d'oxyde de lithium et de cobalt et une anode de carbone.

 

Batterie au plomb (rechargeable) : Il s’agit de la chimie utilisée dans une batterie de voiture typique. Les électrodes sont généralement constituées de dioxyde de plomb et de plomb métallique, tandis que l'électrolyte est une solution d'acide sulfurique.