الخلية الجافة هي خلية كهروكيميائية تستخدم إلكتروليتًا منخفض الرطوبة بدلاً من إلكتروليت سائل كما تفعل الخلية الرطبة. هذه الميزة تجعل الخلية الجافة أقل عرضة للتسرب وبالتالي فهي أكثر ملاءمة للتطبيقات المحمولة. تعد بطارية الزنك والكربون واحدة من أكثر الأمثلة شيوعًا لبطارية الخلية الجافة.
مركز بطارية الزنك والكربون هو قضيب من الكربون النقي على شكل جرافيت. قضيب الكربون مغطى بخليط من مسحوق الكربون وثاني أكسيد المنغنيز. من المهم أن نلاحظ أن الكربون لن يلعب أي دور في التفاعل الكهروكيميائي الذي سينتج التيار. الغرض من قضيب الكربون هو ببساطة السماح بتدفق الإلكترونات. سيزيد مسحوق الكربون الموصلية الكهربائية لـ Mn02 ويحتفظ برطوبة المنحل بالكهرباء.
يحيط بقضيب الكربون عجينة إلكتروليتية من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الزنك. هذا المعجون ليس جافًا تمامًا ، حيث يلزم وجود بعض السوائل حتى تحدث التفاعلات الكيميائية بسهولة. سيتفاعل أيون الأمونيوم مع ثاني أكسيد المنغنيز لنقل الإلكترونات إلى قضيب الكربون. سينتج هذا التفاعل ثالث أكسيد الديمنجنيز والماء والأمونيا كمنتجات ثانوية.
يتم تغليف العجينة الإلكتروليتية في غلاف من معدن الزنك. سوف يتأكسد معدن الزنك ، مما يجعله يتبرع بإلكترونين لكل ذرة زنك. سوف تتدفق هذه الإلكترونات عبر الإلكتروليت إلى قضيب الكربون لإنتاج تيار كهربائي. سيصبح هذا الغلاف أرق حيث يتأكسد الزنك ولن تكون البطارية قادرة على توصيل الكهرباء بمجرد اختفاء غلاف الزنك تمامًا.
الجزء العلوي من البطارية مغطى بلوحة موصلة بحيث يمكن لقضيب الكربون الاتصال بالطرف الموجب الموجود على السطح الخارجي للبطارية. يشكل الأنبوب غير الموصّل جوانب البطارية ويضمن عدم وجود اتصال كهربائي مباشر بين قضيب الكربون وغطاء الزنك.
تتدفق الإلكترونات من غلاف الزنك إلى قضيب الكربون ، لذا فإن غلاف الزنك هو الأنود وقضيب الكربون هو الكاثود. ينتج هذا النوع من الخلايا الجافة مبدئيًا حوالي 1.5 فولت ، والتي تقل مع استخدام البطارية. يتدهور بسرعة في الطقس البارد وسيبدأ في تسريب محتوياته - بشكل أساسي كلوريد الأمونيوم - عند استهلاك غلاف الزنك.