鎳鎘電池是存在于負極的鎘(Cd)與氫氧化鈉(NaOH)中的氫氧根離子(OH-)生成化合物氫氧化鎘，并使這種化合物附著在陽極上，并且能夠同時釋放出電子。電子順著電線流淌到陰極，同陰極的二氧化鎳和氫氧化鈉溶液中的水進行反應，然后生成氫氧化鎳和氫氧根離子，氫氧化鎳就會吸附在陽極上，使氫氧根離子又回趟到氫氧化鈉溶液中，隨之氫氧化鈉溶液濃度不會隨著時間流失而有所改變。
鎳鎘電池是最早應用于手機、筆記本電腦等設備的電池種類，它具有良好的大電流放電特性、耐過充放電能力強、維護簡單。鎳鎘電池最致命的缺點是，在充放電過程中如果處理不當，會出現嚴重的“記憶效應”，使得服務壽命大大縮短。所謂“記憶效應”就是電池在充電前，電池的電量沒有被完全放盡，久而久之將會引起電池容量的降低，在電池充放電的過程中(放電較為明顯)，會在電池極板上產生些許的小氣泡，日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當然，我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應”。
此外，鎘是有毒的，因而鎳鎘電池不利于生態環境的保護。由于傳統工藝中負極為燒結式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環中將其作為放電的終點，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應，使電池的容量變得更低。
鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結塊，并增加極板的容量�；钚晕镔|分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時，就不能放出全部電量。比如，放出80%電量后再充足電，該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應。
最后講下鎳鎘電池的包裝，它含有零售用的正極凸頭板狀，和組裝用的正極平頭包裝這兩種，他們在容量上并沒有任何差異。在充電回路上也同鎳氫電池相似。但是有一點不同的是，鎳鎘電池的記憶效應要遠比鎳氫電池明顯。所以要確保使用壽命不受影響，那么就要在日常維護時要注意，在使用完全沒電之后才可進行充電。
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