سلول اولیه

یک سلول اولیه یک باتری (یک سلول گالوانیکی) است که برای یک بار استفاده و دور انداخته شدن طراحی شده است و با برق مجددا شارژ نمی شود و مانند یک سلول ثانویه (باتری قابل شارژ) مجددا استفاده نمی شود. به طور کلی، واکنش الکتروشیمیایی که در سلول اتفاق می افتد، برگشت پذیر نیست، و این باعث می شود که سلول غیر قابل شارژ باشد. سلولهای اولیه در گستره ای از اندازه های استاندارد ساخته شده اند تا لوازم خانگی کوچک مانند چراغ قوه و رادیوهای قابل حمل را قدرت دهند.

باتری اولیه حدود ۹۰ درصد از بازار باتری ۵۰ میلیارد دلاری را تشکیل می دهد، اما باتری های ثانویه سهم بازار را به دست آورده اند. حدود ۱۵ میلیارد باتری اولیه در هر سال در سراسر جهان دور انداخته می شوند. با توجه به فلزات سنگین سمی و اسیدهای قوی آن ها، باتری ها زباله های خطرناکی هستند. اکثر شهرداری ها آنها را طبقه بندی می کنند و نیاز به دفع جداگانه دارند. انرژی مورد نیاز برای تولید باتری حدود ۵۰ برابر انرژی موجود در آن است. عمدتا با توجه به افزایش فروش دستگاه ها و ابزارهای بی سیم که نمی توانند از لحاظ اقتصادی از طریق باتری های اولیه قدرت یابند و با باتری های قابل شارژ مجزا عرضه شوند، صنعت باتری ثانویه دارای رشدی بالا است و به آرامی جایگزین باتری اولیه در محصولات با کیفیت بالا شده است.

روند استفاده

در اوایل قرن بیست و یکم، سلول های اولیه سهم بازار را به سلول های ثانویه از دست دادند.

مقایسه سلولهای اولیه و ثانویه

سلول های ثانویه (باتری های قابل شارژ) به طور کلی مقرون به صرفه تر از سلول های اولیه هستند. در ابتدا هزینه های بالای آنها و هزینه خرید یک سیستم شارژ را می توان در طول دوره های مختلف استفاده (بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ چرخه) گسترش داد.  

سلولهای اولیه برای شارژ مجدد بین تولید و استفاده طراحی نشده اند، بنابراین شیمی باتری باید میزان تخلیه بسیار پایین تری نسبت به انواع قدیمی سلول های ثانویه داشته باشد، اما این مزیت را با توسعه سلول های ثانویه قابل شارژ با تخلیه بسیار آرام از دست داده است. 

باتری های یدکی، زمان ذخیره سازی بسیار طولانی (به ترتیب ۱۰ سال و یا بیشتر) بدون از دست دادن ظرفیت، با جدا کردن اجزای باتری و متراکم کردن آنها در هنگام استفاده دارند . چنین ساخت هایی گران هستند اما در وسایل کاربردی مانند مهمات یافت می شوند که ممکن است برای سال ها قبل از استفاده ذخیره شوند.

شارژ کردن سلول های اولیه

تلاش ها برای گسترش عمر سلول های اولیه، به عنوان مثال با شارژ کردن باتری های آلکالاین، با نتایج متغیر مواجه می شوند

قطبش

عامل اصلی کاهش طول عمر سلول های اولیه این است که در طول استفاده از آنها، قطبی می شوند. این بدان معنی است که هیدروژن در کاتد ذخیره می شود و کارایی سلول را کاهش می دهد. برای کاهش اثرات قطبش در سلول های تجاری و افزایش عمر آنها، از دپولاریزاسیون شیمیایی استفاده می شود؛ بدین معنی که یک عامل اکسید کننده به سلول اضافه می شود تا هیدروژن را به آب اکسید کند. دی اکسید منگنز در سلول Leclanché و سلول کربن-روی استفاده می شود و اسید نیتریک در سلول Bunsen و Grove استفاده می شود.
  

اصطلاحات

آند و کاتد

انتهای باتری (الکترود) که قطبش ولتاژ مثبت (الکترودهای کربن در یک سلول خشک) را ایجاد می کند، کاتد نامیده می شود و الکترود با قطبش منفی (روی در یک سلول خشک) آند نامیده می شود. این عکس اصطلاحات استفاده شده در یک سلول الکترولیتی یا لوله خلاء گرمایونی است. دلیل آن این است که شرایط آند و کاتد توسط جهت جریان الکتریکی تعریف می شوند نه توسط ولتاژ آنها. از آنجایی که باتری یک منبع قدرت است که ولتاژ را فراهم می کند و جریان را از طریق مدار خارجی برقرار می کند، ولتاژ بر روی کاتد باید بالاتر از ولتاژ بر روی آند باشد و باید میدان الکتریکی از کاتد به آند ایجاد شود تا از طریق مقاومت مدار خارجی، شارژ مثبت را به بیرون براند.

درون سلول، آند الکترودی است که در آن اکسیداسیون شیمیایی رخ می دهد. کاتد الکترودی است که در آن کاهش شیمیایی اتفاق می افتد، زیرا الکترونها را از مدار از طریق کاتد دریافت می کند.

در خارج از سلول، از اصطلاحات مختلفی استفاده می شود. همانطور که آند شارژ مثبت به الکترولیت می دهد (به این ترتیب با مازادی از الکترونها که به مدار داده می شود، باقی می ماند)، بطور منفی شارژ می شود و بنابراین به انتهای مشخص شده "-"  در خارج از سلول متصل می شود. کاتد در عین حال، شارژ منفی به الکترولیت می دهد، بنابراین بطور مثبت شارژ می شود (که اجازه می دهد تا الکترون ها را از مدار دریافت کند) و بنابراین به انتهای مشخص شده "+" در خارج از سلول متصل می شود.