镍镉电池工作原理

典型的镍镉电池两端的金属片，是由精纯的镍粉所制成。其制造过程中，产生一个多孔的结构，80%小孔的平面区域约为0.2 M2/gm。这些小孔当中，部分侵入活性化学材料，其余的部分，则侵入电解液。

浸在没充电的正极金属片中的活性材料是氢氧化亚镍(Nic-kel Hydroxide);如此金属片被充电的话，氢氧化亚镍就反应成氢氧化镍(Nickelic Hydroxide)。没充电的负极金属片，乃含有氢氧化镉(Cadium Hydroxide)。当金属片被充电后，氢氧化镉则反应成金属镉。所以金属片的极性，乃由化学的浸透方法来决定。

在镍镉电池中，放电化学反应的方向与充电反应的方向相反。当电池充电太多或反向充电的话，其反应的主要生成物为氢气和氧气。正极金属片如被充饱和的话，则所有氢氧化亚镍全部变成氢氧化镍;因为此时已没有氢氧化亚镍了，故想要继绩充电的话，则传会产生氧气罢了。而在负极中，当所有的氢氧化镉皆已反应成金属镉后，如再继绩充电的话，则仅会产生氢气而已。

电池化学的每一金属片，其化学反应速率都要一样方可。如果各片的化学反应速率不一样，则在充电过程中，活性材料含量最少的金属片，将首先产生气体;而且因产生气体所消耗的电能，在放电的时候，无法再转换成电能了。

面对着过度充电的情况，要产生何种气体较好呢?电池设计者选择氧气;因为氧气可经由绝缘性材料[尼龙(Nylon)或保丽龙(Polypropylene)]扩散，且与金属镉起化学反应，使金属还原为没充电时的氢氧化镉。因此，当正极金属片被充电饱和后，负极金属片(也许尚有没反应的氢氧化镉)不会再存有化学能。换句话说，当电池的正极金属片过度充电时，则只要负极金马片被充电，扩散的氧气马上放出电子。

由于过度充电所产生的氧气会很快地再与镉结合，因此，不会使密封的电池气压，高到危险的程度。同样地，假如氢气在负极金属片中产生，它亦会与正极的金属片结合;但是，其结合速率太慢，使得剩余的氢气积存在密封的电池，造成有危险性的气压。因此，过度充电时能产生氧气。