Сухая ячейка - это электрохимическая ячейка, в которой вместо жидкого электролита используется электролит с низким содержанием влаги, как в мокрой ячейке. Эта особенность делает сухой элемент гораздо менее подверженным утечкам и, следовательно, более подходит для портативных применений. Углеродно-цинковая батарея - один из наиболее распространенных примеров батарей с сухими элементами.
Центр угольно-цинковой батареи представляет собой стержень из чистого углерода в форме графита. Угольный стержень покрыт смесью углеродного порошка и диоксида марганца. Важно отметить, что углерод не играет никакой роли в электрохимической реакции, которая вызывает ток. Назначение углеродного стержня - просто позволить потоку электронов. Угольный порошок увеличивает электропроводность MnO2 и сохраняет влагу в электролите.
Угольный стержень окружен электролитической пастой из хлорида аммония и хлорида цинка. Эта паста не является полностью сухой, так как для протекания химических реакций требуется немного жидкости. Ион аммония будет реагировать с диоксидом марганца и переносить электроны на углеродный стержень. В этой реакции в качестве побочных продуктов образуются триоксид диманганца, вода и аммиак.
Электролитическая паста заключена в гильзу из металлического цинка. Металлический цинк окисляется, заставляя его отдавать два электрона на каждый атом цинка. Эти электроны будут проходить через электролит в углеродный стержень, чтобы произвести электрический ток. Эта гильза станет тоньше по мере окисления цинка, и батарея больше не сможет проводить электричество, когда цинковая гильза полностью исчезнет.
Верхняя часть батареи покрыта токопроводящей пластиной, так что угольный стержень может контактировать с положительной клеммой на внешней стороне батареи. Непроводящая трубка образует боковые стороны батареи и гарантирует отсутствие прямого электрического контакта между угольным стержнем и цинковой гильзой.
Электроны текут от цинковой втулки к углеродному стержню, поэтому цинковая втулка является анодом, а углеродный стержень - катодом. Этот тип сухого элемента первоначально выдает около 1,5 вольт, которое уменьшается по мере использования батареи. Он быстро портится в холодную погоду и начнет вытекать из его содержимого, в первую очередь хлорида аммония, когда цинковый рукав израсходуется.