¿Qué tipos de materiales tienen más probabilidades de usarse como cátodos en las baterías?

Las baterías generalmente se clasifican como celdas galvánicas. El ánodo se reduce y el cátodo se oxida, opuesto a una celda electrolítica (excepto cuando está recargando una celda galvánica recargable). Por lo tanto, necesita un sistema en el que algo termodinámicamente desee oxidarse para el cátodo, y la cinética debe ser buena. Esto es diferente para cada sistema químico utilizado en diferentes tipos de baterías, y se vuelve realmente confuso porque hay tantos +/- y realmente depende de lo que se reduce / oxida.

Para sistemas acuosos, se sabe mucho y se pone en tablas
Tabla de potenciales de electrodos estándar
Un ejemplo es el sistema Cu-Zn, donde puede ver que el Zn tiene un potencial menor que el Cu en esta tabla. Entonces el Zn actúa como el ánodo y el Cu actúa como el cátodo. El voltaje de la batería está definido por la diferencia de potencial entre los electrodos. Hank Green puede explicar:
* Nota al margen: no haga lo que hace volteando el signo del potencial del electrodo. El potencial de electrodo estándar es el potencial de la reacción en comparación con una reacción estándar, y en realidad nunca cambia de signo. Es un truco extraño que se enseña en algunos libros de texto para tratar de hacer las cosas más fáciles, pero realmente hace que todo sea más confuso. En cambio, recuerde que el potencial se define por la diferencia entre los electrodos, y la convención es llamar a estas cosas reacciones “redox”. Eso es “buey rojo” para la reducción de la oxidación, y convenientemente para encontrar el potencial de una celda galvánica , donde la reacción general es termodinámicamente favorable, simplemente lo hace
Potencial celular = Potencial de reacción de reacción roja Potencial de reacción de oxidación