Eine Trockenzelle ist eine elektrochemische Zelle, die einen feuchtigkeitsarmen Elektrolyten anstelle eines flüssigen Elektrolyten verwendet, wie es bei einer Nasszelle der Fall ist. Dieses Merkmal macht die Trockenzelle viel weniger anfällig für Undichtigkeiten und ist daher besser für tragbare Anwendungen geeignet. Die Zink-Kohle-Batterie ist eines der häufigsten Beispiele für eine Trockenbatterie.
Das Zentrum einer Zink-Kohle-Batterie ist ein Stab aus reinem Kohlenstoff in Form von Graphit. Der Kohlestab ist mit einer Mischung aus Kohlepulver und Mangandioxid bedeckt. Es ist wichtig zu beachten, dass der Kohlenstoff bei der elektrochemischen Reaktion, die den Strom erzeugt, keine Rolle spielt. Der Zweck des Kohlenstoffstabes besteht einfach darin, den Elektronenfluss zu ermöglichen. Das Kohlenstoffpulver erhöht die elektrische Leitfähigkeit des Mn02 und hält die Feuchtigkeit des Elektrolyten zurück.
Der Kohlestab ist von einer Elektrolytpaste aus Ammoniumchlorid und Zinkchlorid umgeben. Diese Paste ist nicht vollständig trocken, da etwas Flüssigkeit benötigt wird, damit die chemischen Reaktionen leicht ablaufen können. Das Ammoniumion reagiert mit dem Mangandioxid, um Elektronen zum Kohlenstoffstab zu transportieren. Bei dieser Reaktion entstehen als Nebenprodukte Dimangantrioxid, Wasser und Ammoniak.
Die Elektrolytpaste ist in einer Hülse aus Zinkmetall eingeschlossen. Das Zinkmetall wird oxidieren, wodurch es zwei Elektronen für jedes Zinkatom abgibt. Diese Elektronen fließen durch den Elektrolyten in den Kohlenstoffstab, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Diese Hülle wird dünner, wenn das Zink oxidiert und die Batterie kann keinen Strom mehr leiten, wenn die Zinkhülle vollständig weg ist.
Die Oberseite der Batterie ist mit einer leitfähigen Platte bedeckt, damit der Kohlestab den Pluspol an der Außenseite der Batterie kontaktieren kann. Ein nicht leitendes Rohr bildet die Seitenwände des Akkus und sorgt dafür, dass kein direkter elektrischer Kontakt zwischen dem Kohlestab und der Zinkhülse besteht.
Die Elektronen fließen von der Zinkhülse zum Kohlenstoffstab, sodass die Zinkhülse die Anode und der Kohlenstoffstab die Kathode ist. Dieser Trockenzellentyp erzeugt anfangs etwa 1,5 Volt, die mit der Verwendung der Batterie abnehmen. Es zersetzt sich bei kaltem Wetter schnell und beginnt, seinen Inhalt - hauptsächlich Ammoniumchlorid - auszutreten, wenn die Zinkhülse verbraucht ist.