ถ่านไฟฉายขนาด AA เป็นหนึ่งในแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในโลก ด้วยขนาดที่กะทัดรัดและพลังงานที่เชื่อถือได้ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวันจำนวนมาก เช่น รีโมทคอนโทรล เมาส์ไร้สาย และนาฬิกาปลุก แม้จะดูเรียบง่ายจากภายนอก แต่ภายในถ่าน AA นั้นซับซ้อนด้วยการออกแบบทางเคมีไฟฟ้าที่ช่วยให้มันผลิตกระแสไฟฟ้าได้

โดยทั่วไปแล้ว ถ่านไฟฉาย AA ที่เราพบเห็นบ่อยที่สุดคือ ถ่านอัลคาไลน์ (Alkaline battery) ซึ่งเป็นชนิดที่ให้พลังงานได้ยาวนานและเสถียร มาดูกันว่าภายในถ่าน AA หนึ่งก้อนประกอบด้วยอะไรบ้าง

องค์ประกอบหลักของถ่านอัลคาไลน์ AA

ขั้วบวก (Positive Terminal – แคโทด): ส่วนนี้จะอยู่ด้านบนสุดของถ่าน มีลักษณะเป็นปุ่มนูนออกมา ภายในถ่าน ขั้วบวกจะเชื่อมต่อกับส่วนประกอบหลักที่เป็นสารผสมของ แมงกานีสไดออกไซด์ (MnO2) และ ผงกราไฟต์ (carbon powder) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน (แคโทด) และยังเป็นสารลดขั้ว (depolarizer) ที่ช่วยป้องกันการสะสมของก๊าซที่อาจขัดขวางการทำงานของแบตเตอรี่
ขั้วลบ (Negative Terminal – แอโนด): ส่วนนี้อยู่ด้านล่างสุดของถ่านไฟฉาย เป็นผิวโลหะเรียบ ภายในถ่าน ขั้วลบจะเชื่อมต่อกับ ผงสังกะสี (zinc powder) ซึ่งเป็นสารที่ให้อิเล็กตรอน (แอโนด) และถูกออกซิไดซ์ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี การใช้ผงสังกะสีแทนแท่งสังกะสีจะช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส ทำให้แบตเตอรี่สามารถจ่ายกระแสได้ดีขึ้น
อิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte): เป็นสารผสมกึ่งเหลวกึ่งแข็งที่แทรกอยู่ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ ในถ่านอัลคาไลน์ อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้คือ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ซึ่งเป็นสารละลายที่เป็นเบส (อัลคาไลน์) ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางให้ไอออนเคลื่อนที่ได้สะดวก ช่วยให้ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าดำเนินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ตัวคั่น (Separator): เป็นแผ่นบางๆ ที่ทำจากวัสดุที่มีรูพรุน เช่น เส้นใยสังเคราะห์ หรือกระดาษชุบอิเล็กโทรไลต์ ทำหน้าที่กั้นระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพื่อป้องกันการลัดวงจร แต่ยังคงยอมให้ไอออนเคลื่อนที่ผ่านได้
ปลอกหุ้มภายนอก (Steel Can): โดยทั่วไปถ่าน AA จะมีปลอกหุ้มด้านนอกที่ทำจากเหล็ก ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักของแบตเตอรี่ และมักจะใช้เป็นขั้วลบภายนอกด้วยในถ่านอัลคาไลน์บางชนิด นอกจากนี้ยังมีฉลากพลาสติกหุ้มภายนอกเพื่อบอกยี่ห้อและข้อมูลจำเพาะต่างๆ