Batterijen zijn systemen die chemische energie opslaan en deze vervolgens afgeven als elektrische energie wanneer ze op een circuit worden aangesloten. Batterijen kunnen van veel materialen worden gemaakt, maar ze hebben allemaal drie hoofdcomponenten: een metalen anode, een metaalkathode en een elektrolyt daartussen. De elektrolyt is een ionische oplossing die ervoor zorgt dat lading door het systeem kan stromen. Wanneer een belasting, zoals een gloeilamp, wordt aangesloten, vindt er een oxidatie-reductiereactie plaats waarbij elektronen vrijkomen uit de anode terwijl de kathode elektronen opneemt (zie referentie 1).
Batterijen kunnen opmerkelijk eenvoudig zijn. Aardappelen bevatten genoeg fosforzuur om als elektrolyt te fungeren en je kunt ze gebruiken om een eenvoudige laagspanningsbatterij te maken. Naar maak een aardappelbatterij, heb je een stuk zink nodig, zoals een verzinkte spijker, en een stuk koper, zoals een koperdraad of een cent. Steek beide items in de aardappel en bevestig ze aan wat je maar wilt, zoals een klok of een LED-lamp. Het zink fungeert als anode, het koper als kathode en je hebt een batterij. Het werkt ook met het citroenzuur in een citroen (zie referenties 2 en 5).
Je hebt geen producten nodig om een simpele batterij te maken. Een van de eerste batterijen, uitgevonden door Alessandro Volta, is de voltaïsche stapel. Het is een stapel afwisselende zink- en koperplaten, gescheiden door papier gedrenkt in zout water of azijn, waardoor een reeks dunne batterijcellen ontstaat. Het aansluiten van draden van de boven- en onderkant van de stapel met een belasting maakt het circuit compleet. De geproduceerde spanning is beperkt omdat het gewicht van de stapel uiteindelijk de elektrolyt tussen de onderste lagen kan uitpersen (zie referentie 3 en 5).
Als je meer spanning nodig hebt, maak dan een Daniell's cel, uitgevonden door John Fredric Daniell. De cel van een Daniell bestaat uit een koperstrip in een kopersulfaatoplossing en een zinkstrip in een zinksulfaatoplossing. Een zoutbrug verbindt de twee elektrolytoplossingen. De cellen kunnen in serie aan elkaar worden gekoppeld voor hogere spanningen. Net als bij andere eenvoudige batterijen, verliest het zink elektronen terwijl het koper elektronen krijgt (zie referenties 4 en 5).
In de handel verkrijgbare batterijen gebruiken een verscheidenheid aan metalen en elektrolyten. Anodes kunnen worden gemaakt van zink, aluminium, lithium, cadmium, ijzer, metallisch lood, lanthanide of grafiet. Kathoden kunnen worden gemaakt van mangaandioxide, kwikoxide, nikkeloxyhydroxide, looddioxide of lithiumoxide. Kaliumhydroxide is de elektrolyt die in de meeste accutypes wordt gebruikt, maar sommige accu's gebruiken ammonium- of zinkchloride, thionylchloride, zwavelzuur of gelithieerde metaaloxiden. De exacte combinatie verschilt per batterijtype. Gewone alkalinebatterijen voor eenmalig gebruik gebruiken bijvoorbeeld een zinkanode, een mangaandioxide-kathode en kaliumhydroxide als elektrolyt (zie referentie 6).
