Batterier, eller torra celler, fungerar genom att ansluta, genom en krets, ett material som vill donera elektroner till ett annat material som saknar elektroner. Dessa kallas ett reduceringsmedel eller reduktionsmedel respektive ett oxidationsmedel eller oxidationsmedel. Processen är en av många oxidations-reduktionsreaktioner som inkluderar rostning av järn och blekning av kläder.
När en oxidator och en reducering möts sker kemiska reaktioner i båda och elektroner överförs. Elektronöverföringen skapar en likström (DC). I typiska batterier är detta 1.5 volt.
Ett av de första oxidationsmedel som studerades i detalj var elementärt syre. Syre får elektroner från andra ämnen som järn, vilket gör att materialet oxideras. När järn blir oxiderat binds det till syremolekyler för att skapa järnoxid, eller rost. Många andra oxidationsmedel finns, inklusive brom, klor och fluor. I konventionella batterier används mangandioxidpulver som oxidationsmedel, som förvandlas till manganoxid när det är utarmat.
Termen reducerare kommer från metallurgi och syftar på en kemisk reaktion där ett ämne förlorar elektroner. Den kemiska omvandlingen är en från en oxid, som järnoxid, till en icke-oxid, såsom järn. Denna kemiska process har länge använts för att förvandla malmer till rena metaller och heter så eftersom reaktionen gör att provet förlorar en del massa. I konventionella batterier är reduceringen zink.
Ett batteri ser ut som en enda sak, men det är faktiskt två: en oxidator och en reducering placerade nära varandra och åtskilda av en barriär. Var och en är ansluten till en elektrod, som kallas positiv och negativ, beroende på vilket ämne de motsvarar. När kretsen mellan den positiva och negativa elektroden är klar, flödar elektronerna och fortsätter att strömma tills jämvikt har uppnåtts.
Vanligtvis är dessa nätaggregat kopplade till en extern belastning, som drar ström från elektronströmmen. Ibland är likströmmen ansluten till en generator, som omvandlar den till växelström (AC), vilket är den typ av elektricitet som används av våra hushållsapparater. Batterier har inte förändrats i grunden sedan de uppfanns först, och de är en märkbar svag punkt för elektronikområdet, där pris- och prestandahöjningar är historiskt exponentiella.