Une cellule sèche est une cellule électrochimique qui utilise un électrolyte à faible teneur en eau à la place d'un électrolyte liquide comme le fait une cellule humide. Cette caractéristique rend la cellule sèche moins sujette aux fuites et est donc plus adaptée aux applications portables. La batterie zinc-carbone est l'un des exemples les plus courants d'une batterie sèche.

Carbon Rod

Le centre d'une batterie zinc-carbone est une tige de carbone pur sous forme de graphite. La tige de carbone est recouverte d'un mélange de poudre de carbone et de dioxyde de manganèse. Il est important de noter que le carbone ne jouera aucun rôle dans la réaction électrochimique qui produira le courant. Le but de la tige de carbone est simplement de permettre l'écoulement des électrons. La poudre de carbone augmentera la conductivité électrique du Mn02 et retiendra l'humidité de l'électrolyte.

Electrolyte

La tige de carbone est entourée d'une pâte électrolytique de chlorure d'ammonium et de chlorure de zinc. Cette pâte n'est pas complètement sèche, car un peu de liquide est nécessaire pour que les réactions chimiques se produisent facilement. L'ion ammonium réagira avec le dioxyde de manganèse pour transporter les électrons vers la tige de carbone. Cette réaction produira du trioxyde de dimanganèse, de l'eau et de l'ammoniac en tant que sous-produits.

Manchon en zinc

La pâte électrolytique est enfermée dans un manchon en zinc métallique. Le zinc métal s'oxydera, ce qui le fera donner deux électrons pour chaque atome de zinc. Ces électrons circuleront à travers l'électrolyte dans la tige de carbone pour produire un courant électrique. Ce manchon s'amincira au fur et à mesure que le zinc s'oxyde et que la batterie ne sera plus capable de conduire l'électricité une fois que le manchon de zinc aura complètement disparu.

Composants supplémentaires

Le dessus de la batterie est couvert par une plaque conductrice de sorte que la tige de carbone puisse entrer en contact avec la borne positive à l'extérieur de la batterie. Un tube non conducteur forme les côtés de la batterie et assure qu'il n'y a pas de contact électrique direct entre la tige de carbone et le manchon de zinc.

Fonctionnement

Les électrons s'écoulent du manchon de zinc jusqu'à la tige de carbone, de sorte que le manchon de zinc est l'anode et la tige de carbone est la cathode. Ce type de cellule sèche produit initialement environ 1,5 volt, ce qui diminue à mesure que la batterie est utilisée. Il se détériore rapidement par temps froid et commencera à fuir son contenu - principalement le chlorure d'ammonium - lorsque le manchon de zinc est consommé.