Batterien gehören schon seit Jahrenzehnten zu den wichtigsten Energielieferanten, so auch heute. Sie sind sowohl im Privathaushalt als auch in der Wirtschaft unverzichtbar, und aus unserer stark technisierten Gesellschaft und Alltag nicht mehr wegzudenken. Chemische Prozesse, die in einer Batterie vorgehen, sorgen für ausreichend Energie, egal ob im Haushalt, in der Werkstatt, Camping oder am Arbeitsplatz. Bei den Batterien handelt es sich also um elektro-chemische Energiespeicher, welche in der Regel aus einer Kombination von sogenannten galvanischen Elementen bestehen – diese dienen als elektrochemische Zellen. In diesen Zellen gibt es zwei Elektroden, die durch zwei, entweder feste oder ionenleitende Elektrolyte voneinander getrennt werden. Zusätzlich bestehen sie auch aus zwei unterschiedlichen Materialien.
Je nach dem verwendeten chemischen System, weisen auch die Batteriesysteme unterschiedliche Energiedichten und Spannungslagen auf. Wie hoch die Nennspannung ist, bestimmt das Material, welches in den Elektroden vorkommt. So ist auch die speicherbare Energie von der Materialmenge aber auch von dessen Beschaffenheit abhängig. Die in chemischer Form aufbewahrte bzw. gespeicherte Energie wird bei der Entladung in elektrische Energie umgewandelt, und zwar durch eine elektrochemische Reaktion. Die freigesetzte Energie kann also unabhängig von einer Netzversorgung von einem elektrischen Verbraucher genutzt werden. Auf diese Weise kann heutzutage auch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sichergestellt bzw. kurzzeitige Stromausfälle problemlos überbrückt werden.
Für den Ein- oder Mehrfacheinsatz gibt es die sogenannten Primär- und Sekundärbatterien, die als zwei ganz verschiedene Energiespeichertypen unterschieden werden sollen. Bei den Primärbatterien handelt es um ein Typ von Batterien, die nur einmal entladen werden können – danach können sie nicht mehr aufgeladen werden. Die Sekundärbatterien dagegen sind wieder aufladbar, weshalb sie auch als Akkumulatoren bezeichnet werden. Der Ladezustand von diesen Zellen kann nahe an den Neuzustand herangebracht werden, und zwar durch eine mehrfache Umwandlung der chemische Energie in die elektrische, und umgekehrt.
In der Anwendung wird weiterhin auch zwischen Industrie-, Starter- und Gerätebatterien unterschieden. Zu der letzten Kategorie gehören Batterien, die in alltäglichen Geräten wie z.B. Taschenlampen, MP3-Playern oder Smartphones vorkommen. Starterbatterien finden ihre Anwendung im Auto, Industriebatterien dagegen in UMTS-Basisstationen, USV-Anlagen und anderen stationären Anwendungen.
Ein elektrischer Stromkreis funktioniert anhand zweier Pole, die an jeder Batterie angebracht sind: der Minus- und der Pluspol. Am Minuspol herrscht immer ein Überschuss an Elektronen, so dass dieser als negativ geladen gilt. Parallel dazu ist der Pluspol immer positiv geladen und möchte auch zusätzlich, weitere Elektronen anziehen bzw. ansaugen. Verbindet man die beiden Pole miteinander, geschieht das auch: die Elektronen spüren den Druck und haben nur eine Aufgabe – die unterschiedlichen Ladungen an den verschiedenen Polen auszugleichen. Ohne diesen Druck, welcher den Fachausdruck “elektrische Spannung” trägt, würden die Elektronen nicht vom Minus- zum Pluspol fließen. Der Elektronenstrom versiegt sofort, sobald der Stromkreis unterbrochen wird.