Bateriile, sau celulele uscate, funcționează prin conectarea, printr-un circuit, a unui material care dorește să doneze electroni unui alt material căruia îi lipsesc electroni. Aceștia se numesc un reducător sau un agent reducător și, respectiv, un oxidant sau un agent oxidant. Procesul este una dintre multele reacții de oxidare-reducere care includ ruginirea fierului și albirea îmbrăcămintei.
Când un oxidant și un reducător se întâlnesc, în ambele apar reacții chimice și electronii sunt transferați. Transferul de electroni creează un curent continuu (DC). În bateriile tipice, acesta este de 1.5 volți.
Unul dintre primii oxidanți care au fost studiati în detaliu a fost oxigenul elementar. Oxigenul câștigă electroni din alte substanțe, cum ar fi fierul, determinând oxidarea materialului. Când fierul se oxidează, se leagă de moleculele de oxigen pentru a crea oxid de fier sau rugină. Există mulți alți oxidanți, inclusiv brom, clor și fluor. În bateriile convenționale, pulberea de dioxid de mangan este folosită ca oxidant, transformându-se în oxid de mangan atunci când este epuizată.
Termenul reducător provine din metalurgie și se referă la o reacție chimică în care o substanță pierde electroni. Transformarea chimică este una de la un oxid, cum ar fi oxidul de fier, la un non-oxid, cum ar fi fierul. Acest proces chimic a fost folosit de mult timp pentru a transforma minereurile în metale pure și este numit astfel deoarece reacția face ca proba să piardă din masă. În bateriile convenționale, reductorul este zinc.
O baterie arată ca un singur lucru, dar de fapt sunt două: un oxidant și un reductor plasate unul lângă celălalt și separate printr-o barieră. Fiecare este conectat la un electrod, care se numesc pozitiv și negativ, în funcție de substanța căreia îi corespund. Când circuitul dintre electrodul pozitiv și negativ este finalizat, electronii curg și continuă să curgă până la atingerea echilibrului.
De obicei, aceste surse de alimentare sunt conectate la o sarcină externă, care atrage putere din curentul de electroni. Uneori, curentul continuu este conectat la un alternator, care îl transformă în curent alternativ (AC), care este tipul de electricitate folosit de aparatele noastre de uz casnic. Bateriile nu au fost schimbate fundamental de când au fost inventate și reprezintă un punct slab vizibil pentru domeniul electronicii, în care creșterile prețului-performanță sunt exponențiale din punct de vedere istoric.