導入
電池(またはより単純に電池) は、化学反応のエネルギーを電気エネルギーに変換する電気化学装置です。市販のバッテリーでは、製造中に試薬が導入されます。電池が消耗すると電圧が低下し、古い電池を交換する必要があります。
もともと、この用語は、金属のワッシャーと電解液に浸された別のワッシャーの積層体で構成される単一の要素を指しました。拡張すると、「バッテリー」という言葉は、充電できない一体型バッテリーを指します。ただし、「バッテリー」という用語は、単一のパッケージ内で、所望の電圧を得るために直列に使用される一連の要素を指します。バッテリーは充電可能である場合とそうでない場合があります。一般的な用語では、充電可能な場合は一般にバッテリー、特に自動車バッテリー、鉛酸です。しかし、「充電式電池」という用語は意味がありません。同様に、言葉の乱用により、「バッテリー」という用語は、他の電気化学発電機(燃料電池、蓄電器) を指すのに使用されます。
原理
バッテリーのケースには、電子を容易に放出できる物質 (還元性物質) と電子を吸収する物質 (酸化性物質) の 2 つの物質間の化学反応が起こります。これらのそれぞれの化学反応は「半反応」と呼ばれます。適切に結合すると、酸化還元反応が起こります。それぞれの半反応は溶液中で電子の交換が行われます。 2 つの物質間で交換されるのはこれらの電子です。電荷のバランスを確保するには、塩橋を使用して 2 つの溶液を接続する必要があります。塩橋は、溶媒の循環を防ぎながら特定のイオンの輸送を可能にするシステムです。
酸化/還元対の各要素は電極に接続されています。これらの電極は、電気消費者に接続されると、電流の循環を引き起こします。化学反応により、電荷 (電子、イオン) の循環が引き起こされます。したがって、バッテリーは直流電流を供給します。バッテリーの (-) 端子は、電子を提供する酸化反応が起こるアノードに対応します。バッテリーの (+) 端子は、電子を消費する還元反応が起こる陰極に対応します。
このシステムは、さまざまな電気化学対を備えた電池や蓄電池に使用されます。電池には、直列に接続されたこれらのカップルがいくつか含まれているため、電池の端子で利用できる電圧を高めることができます。
たとえば、広げたペーパークリップ（鋼製）と裸の電線（銅製）をレモンに突き刺し、小さなランプや適切に選択した発光ダイオードに接続することで、自家製電池を作ることができます。この原理を利用したガジェットは市場で見つけることができます。たとえば、ジャガイモを動力源とする小型のクォーツ時計などです。