แบตเตอรี่นิกเกล-แคดเมียม

จากบนลงล่าง: แบตเตอรี่ Ni-Cd แบบ " Gumstick ", AA และ AAA
พลังงานจำเพาะ	40–60 วัตต์ · ชั่วโมง / กิโลกรัม
ความหนาแน่นของพลังงาน	50–150 วัตต์-ชั่วโมง/ ลิตร
กำลังจำเพาะ	150 วัตต์/กก.
ประสิทธิภาพการชาร์จ/คายประจุ	70–90% [ 1 ]
อัตราการจำหน่ายด้วยตนเอง	10% ต่อเดือน
ความทนทานของวงจร	2,000 รอบ
แรงดันไฟฟ้าเซลล์ที่ระบุ	1.2 โวลต์

แบตเตอรี่นิกเกล-แคดเมียม ( แบตเตอรี่ Ni-Cdหรือแบตเตอรี่ NiCad ) เป็น แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดหนึ่งโดยใช้ สารประกอบ นิกเกลออกไซด์ไฮดรอกไซด์และโลหะแคดเมียมเป็นขั้วไฟฟ้าตัวย่อNi-Cdมาจากสัญลักษณ์ทางเคมีของนิกเกล (Ni) และแคดเมียม (Cd) ส่วนตัวย่อNiCadเป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียนของบริษัท SAFT Corporationแม้ว่าชื่อแบรนด์นี้จะถูกใช้กันทั่วไปเพื่ออธิบายแบตเตอรี่ Ni-Cd ทุกชนิดก็ตาม

แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม แบบเปียกถูกคิดค้นขึ้นในปี 1899 แบตเตอรี่ Ni-Cd มีแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วระหว่างการคายประจุประมาณ 1.2 โวลต์ ซึ่งจะลดลงเล็กน้อยจนเกือบถึงจุดสิ้นสุดของการคายประจุ แรงเคลื่อนไฟฟ้า สูงสุด ที่เซลล์ Ni-Cd สามารถให้ได้คือ 1.3  โวลต์ แบตเตอรี่ Ni-Cd ผลิตขึ้นในขนาดและความจุที่หลากหลาย ตั้งแต่แบบปิดผนึกพกพาที่สามารถใช้แทนแบตเตอรี่แห้งคาร์บอน-สังกะสีได้ ไปจนถึงเซลล์ขนาดใหญ่แบบมีช่องระบายอากาศที่ใช้สำหรับพลังงานสำรองและพลังงานขับเคลื่อน เมื่อเทียบกับเซลล์แบบชาร์จได้ประเภทอื่น ๆ แบตเตอรี่ Ni-Cd มีอายุการใช้งานและประสิทธิภาพที่ดีในอุณหภูมิต่ำ พร้อมความจุที่เหมาะสม แต่ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือความสามารถในการจ่ายพลังงานได้เกือบเต็มความจุที่กำหนดไว้ที่อัตราการคายประจุสูง (คายประจุภายในหนึ่งชั่วโมงหรือน้อยกว่า) อย่างไรก็ตาม วัสดุมีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดและเซลล์มีอัตราการคายประจุเองสูง

เซลล์ Ni–Cd แบบปิดผนึกเคยถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา อุปกรณ์ถ่ายภาพไฟฉายไฟฉุกเฉินRC สำหรับงานอดิเรกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา ความจุที่เหนือกว่าของแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์และต้นทุนที่ต่ำลงในปัจจุบัน ทำให้การใช้ Ni–Cd เข้ามาแทนที่เป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการกำจัดโลหะแคดเมียมที่เป็นพิษ ยังมีส่วนสำคัญต่อการลดการใช้งานอีกด้วย ภายในสหภาพยุโรป ปัจจุบันแบตเตอรี่ Ni–Cd สามารถจัดหาได้เฉพาะเพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยนทดแทน หรือสำหรับอุปกรณ์ใหม่บางประเภท เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์^{[ 2 ]}

แบตเตอรี่ Ni–Cd แบบเซลล์เปียกที่มีช่องระบายอากาศขนาดใหญ่ ใช้ในระบบไฟฉุกเฉิน ระบบจ่ายไฟสำรอง และระบบจ่ายไฟสำรองแบบต่อเนื่องรวมถึงการใช้งานอื่นๆ

แบตเตอรี่ Ni–Cd ตัวแรกถูกสร้างขึ้นโดยWaldemar Jungnerจากประเทศสวีเดนในปี 1899 ในเวลานั้น คู่แข่งโดยตรงเพียงอย่างเดียวคือแบตเตอรี่ตะกั่วกรดซึ่งมีความทนทานทางกายภาพและทางเคมีน้อยกว่า ด้วยการปรับปรุงเล็กน้อยจากต้นแบบแรก ความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ปฐมภูมิ และมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอย่างมาก Jungner ทดลองแทนที่แคดเมียมด้วยเหล็กในปริมาณที่แตกต่างกัน แต่พบว่าสูตรที่มีเหล็กนั้นยังไม่ดีพอ งานของ Jungner ยังไม่เป็นที่รู้จักมากนักในสหรัฐอเมริกา Thomas Edison ได้จดสิทธิบัตรแบตเตอรี่นิกเกิล-หรือโคบอลต์-แคดเมียมในปี 1902 ^{[ 3 ]}และดัดแปลงการออกแบบแบตเตอรี่เมื่อเขาแนะนำแบตเตอรี่นิกเกิล-เหล็กให้กับสหรัฐอเมริกา สองปีหลังจากที่ Jungner สร้างขึ้น ในปี 1906 Jungner ได้ก่อตั้งโรงงานใกล้กับ Oskarshamn ประเทศสวีเดน เพื่อผลิตแบตเตอรี่ Ni–Cd แบบน้ำท่วม

ในปี ค.ศ. 1932 มีการนำวัสดุออกฤทธิ์มาฝังไว้ภายในอิเล็กโทรดเคลือบด้วยนิกเกิลที่มีรูพรุน และอีกสิบห้าปีต่อมาก็ได้เริ่มมีการพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมแบบปิดผนึก

การผลิตครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาเริ่มขึ้นในปี 1946 จนถึงจุดนั้น แบตเตอรี่เป็นแบบ "พกพา" ซึ่งสร้างจากช่องเหล็กชุบนิกเกิลที่บรรจุ วัสดุออกฤทธิ์คือ นิกเกิลและแคดเมียมประมาณกลางศตวรรษที่ 20 แบตเตอรี่ Ni–Cd แบบแผ่น เผาผนึกได้รับความนิยมมากขึ้น การหลอมผงนิกเกิลที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดหลอมเหลวมากโดยใช้แรงดันสูงจะสร้างแผ่นเผาผนึก แผ่นที่เกิดขึ้นจึงมีรูพรุนสูงประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร แผ่นบวกและแผ่นลบผลิตโดยการแช่แผ่นนิกเกิลในวัสดุออกฤทธิ์นิกเกิลและแคดเมียมตามลำดับ แผ่นเผาผนึกมักจะบางกว่าแบบพกพามาก ส่งผลให้มีพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมากขึ้นและกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งมีพื้นที่ผิวของวัสดุออกฤทธิ์ในแบตเตอรี่มากเท่าใดความต้านทานภายใน ก็จะยิ่งต่ำลง เท่านั้น

นับตั้งแต่ทศวรรษ 2000 เป็นต้นมา แบตเตอรี่ Ni–Cd สำหรับผู้บริโภคทั้งหมดใช้โครงสร้างแบบ เจลลี่โรล

อัตราการคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ Ni–Cd จะแตกต่างกันไปตามขนาด สำหรับ แบตเตอรี่ ขนาด AA ทั่วไป อัตราการคายประจุสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 1.8 แอมแปร์ ในขณะที่ แบตเตอรี่ ขนาด Dอัตราการคายประจุอาจสูงถึง 3.5 แอมแปร์

ผู้สร้างโมเดลเครื่องบินหรือเรือมักใช้กระแสไฟฟ้าสูงถึงประมาณหนึ่งร้อยแอมป์จากแบตเตอรี่ Ni–Cd ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์หลัก แบตเตอรี่ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถใช้งานโมเดลได้นาน 5-6 นาที ทำให้ได้อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ค่อนข้างสูง เทียบได้กับ เครื่องยนต์ สันดาปภายในแม้ว่าจะมีระยะเวลาการใช้งานที่สั้นกว่าก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในด้านนี้ แบตเตอรี่ ลิเธียมโพลิเมอร์ (LiPo) และ แบตเตอรี่ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFe) ได้เข้ามาแทนที่แล้ว เนื่องจากให้ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่า

แบตเตอรี่ Ni–Cd มีศักย์ไฟฟ้าเซลล์โดยประมาณ 1.2 โวลต์ (V) ซึ่งต่ำกว่า 1.5 V ของแบตเตอรี่อัลคาไลน์และซิงค์คาร์บอนแบบปฐมภูมิ ดังนั้นจึงไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นแบตเตอรี่ทดแทนในทุกการใช้งาน อย่างไรก็ตาม 1.5 V ของแบตเตอรี่อัลคาไลน์แบบปฐมภูมิหมายถึงแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้น ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย ต่างจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์และซิงค์คาร์บอนแบบปฐมภูมิ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่ Ni–Cd จะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยขณะที่คายประจุ เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดได้รับการออกแบบให้ทำงานกับแบตเตอรี่แบบปฐมภูมิที่อาจคายประจุจนเหลือต่ำสุดที่ 0.90 ถึง 1.0 V ต่อเซลล์ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างคงที่ 1.2 V ของแบตเตอรี่ Ni–Cd จึงเพียงพอต่อการทำงาน บางคนอาจมองว่าแรงดันไฟฟ้าที่เกือบคงที่นี้เป็นข้อเสีย เนื่องจากทำให้ยากต่อการตรวจจับความจุประจุเคมีที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่ที่กำลังทำงานอยู่

แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่ใช้แทนแบตเตอรี่ 9 โวลต์ มักจะมีเซลล์เพียงหกเซลล์ ทำให้มีแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว 7.2 โวลต์ แม้ว่าวิทยุพกพาส่วนใหญ่จะทำงานได้อย่างเหมาะสมที่แรงดันไฟฟ้านี้ แต่ผู้ผลิตบางราย เช่นVartaได้ผลิตแบตเตอรี่ 8.4 โวลต์ที่มีเจ็ดเซลล์สำหรับงานที่ต้องการประสิทธิภาพสูงกว่า

แบตเตอรี่ Ni–Cd สามารถชาร์จได้ในอัตราที่แตกต่างกันหลายอัตรา ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตเซลล์อัตราการชาร์จวัดจากเปอร์เซ็นต์ของ ความจุ แอมป์-ชั่วโมงที่แบตเตอรี่ได้รับเป็นกระแสคงที่ตลอดระยะเวลาการชาร์จ ไม่ว่าความเร็วในการชาร์จจะเป็นเท่าใด จะต้องจ่ายพลังงานให้กับแบตเตอรี่มากกว่าความจุจริง เพื่อชดเชยการสูญเสียพลังงานระหว่างการชาร์จ โดยการชาร์จที่เร็วขึ้นจะมีประสิทธิภาพมากกว่า ตัวอย่างเช่น การชาร์จแบบ "ข้ามคืน" อาจประกอบด้วยการจ่ายกระแสเท่ากับหนึ่งในสิบของค่าแอมป์-ชั่วโมง (C/10) เป็นเวลา 14–16 ชั่วโมง นั่นคือ แบตเตอรี่ 100 mAh ใช้กระแส 10 mA เป็นเวลา 14 ชั่วโมง รวมเป็น 140 mAh ที่ต้องชาร์จในอัตรานี้ ในขณะที่อัตราการชาร์จเร็ว ซึ่งทำที่ 100% ของความจุที่กำหนดของแบตเตอรี่ใน 1 ชั่วโมง (1C) แบตเตอรี่จะเก็บประจุได้ประมาณ 80% ดังนั้นแบตเตอรี่ 100 mAh จะใช้ประจุ 125 mAh ในการชาร์จ (นั่นคือประมาณ 1 ชั่วโมง 15 นาที) แบตเตอรี่ชนิดพิเศษบางชนิดสามารถชาร์จได้ในเวลาเพียง 10-15 นาที ที่อัตราการชาร์จ 4C หรือ 6C แต่เป็นเรื่องที่พบได้น้อยมาก นอกจากนี้ยังเพิ่มความเสี่ยงที่เซลล์จะร้อนเกินไปและเกิดการรั่วไหลเนื่องจากสภาวะความดันภายในสูงเกินไป อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของเซลล์ถูกควบคุมโดยความต้านทานภายในและกำลังสองของอัตราการชาร์จ ที่อัตรา 4C ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นในเซลล์จะสูงกว่าความร้อนที่อัตรา 1C ถึงสิบหกเท่า ข้อเสียของการชาร์จเร็วคือความเสี่ยงที่สูงขึ้นของการชาร์จเกินซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหาย และอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่เซลล์ต้องทน (ซึ่งอาจทำให้อายุการใช้งานสั้นลง)

ช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัยขณะใช้งานคือระหว่าง −20 °C ถึง 45 °C ในระหว่างการชาร์จ อุณหภูมิของแบตเตอรี่โดยทั่วไปจะต่ำ ใกล้เคียงกับอุณหภูมิแวดล้อม (ปฏิกิริยาการชาร์จดูดซับพลังงาน) แต่เมื่อแบตเตอรี่ใกล้เต็ม อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 45–50 °C เครื่องชาร์จแบตเตอรี่บางรุ่นจะตรวจจับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมินี้เพื่อตัดการชาร์จและป้องกันการชาร์จเกิน

เมื่อไม่ได้ใช้งานหรือชาร์จ แบตเตอรี่ Ni–Cd จะคายประจุเองประมาณ 10% ต่อเดือนที่อุณหภูมิ 20 °C และอาจสูงถึง 20% ต่อเดือนที่อุณหภูมิสูงกว่านั้น สามารถทำการชาร์จแบบหยดด้วยกระแสไฟฟ้าในระดับที่สูงพอที่จะชดเชยอัตราการคายประจุนี้ เพื่อให้แบตเตอรี่มีประจุเต็มอยู่เสมอ อย่างไรก็ตาม หากจะเก็บแบตเตอรี่ไว้โดยไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน ควรคายประจุให้เหลือไม่เกิน 40% ของความจุ (ผู้ผลิตบางรายแนะนำให้คายประจุจนหมดและแม้กระทั่งลัดวงจรเมื่อคายประจุจนหมดแล้ว^{[ 4 ]} ) และเก็บไว้ในที่แห้งและเย็น

เซลล์ Ni–Cd แบบปิดผนึกประกอบด้วยภาชนะรับแรงดันที่ออกแบบมาเพื่อกักเก็บก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจนกว่าจะสามารถรวมตัวกันกลับเป็นน้ำได้ การเกิดก๊าซดังกล่าวโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็ว และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะการชาร์จเกิน หากแรงดันเกินขีดจำกัดของวาล์วนิรภัย น้ำในรูปของก๊าซจะสูญเสียไป เนื่องจากภาชนะได้รับการออกแบบให้บรรจุอิเล็กโทรไลต์ในปริมาณที่แน่นอน การสูญเสียนี้จะส่งผลกระทบต่อความจุของเซลล์และความสามารถในการรับและส่งกระแสไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว การตรวจจับสภาวะการชาร์จเกินทั้งหมดต้องใช้ความซับซ้อนอย่างมากจากวงจรการชาร์จ และเครื่องชาร์จราคาถูกจะทำให้เซลล์คุณภาพดีที่สุดเสียหายในที่สุด^{[ 5 ]}

เซลล์แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่ชาร์จเต็มแล้วประกอบด้วย:

• แผ่นอิ เล็กโทร ดบวกนิกเกิล(III) ออกไซด์-ไฮดรอก ไซด์
• แผ่นอิเล็กโทรดลบแคดเมียม
• ตัวคั่นและ
• สารละลายอิ เล็กโทรไลต์ที่เป็นด่าง ( โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ )

แบตเตอรี่ Ni–Cd โดยทั่วไปจะมีตัวเรือนโลหะพร้อมแผ่นปิดผนึกที่มีวาล์วนิรภัย แบบปิดผนึกตัวเอง ได้ แผ่นขั้วบวกและขั้วลบซึ่งแยกจากกันด้วยตัวคั่น จะถูกม้วนเป็นรูปทรงเกลียวอยู่ภายในตัวเรือน นี่เรียกว่าการออกแบบแบบม้วน (jelly-roll design) ซึ่งทำให้เซลล์ Ni–Cd สามารถจ่ายกระแสสูงสุดได้สูงกว่าเซลล์อัลคาไลน์ที่มีขนาดเท่ากัน เซลล์อัลคาไลน์มีโครงสร้างแบบแกนหมุน (bobbin construction) โดยตัวเรือนเซลล์จะบรรจุด้วยอิเล็กโทรไลต์และมีแท่งกราไฟต์ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก เนื่องจากพื้นที่ของขั้วไฟฟ้าที่สัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์มีขนาดค่อนข้างเล็ก (ตรงข้ามกับการออกแบบแบบม้วน) ความต้านทานภายในของเซลล์อัลคาไลน์ที่มีขนาดเท่ากันจึงสูงกว่า ซึ่งจำกัดกระแสสูงสุดที่สามารถจ่ายได้

ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าแคดเมียมระหว่างการคายประจุมีดังนี้:

${\displaystyle {\ce {Cd + 2OH^- -> Cd(OH)2 + 2e^-}}}$

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าออกไซด์นิกเกิลมีดังนี้:

${\displaystyle {\ce {2NiO(OH) + 2H2O + 2e^- -> 2Ni(OH)2 + 2OH^-}}}$

ปฏิกิริยาสุทธิระหว่างการคายประจุคือ

${\displaystyle {\ce {Cd + 2NiO(OH) -> Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2.}}}$

ในระหว่างการชาร์จ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นจากขวาไปซ้าย สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นด่าง (โดยทั่วไปคือ KOH) จะไม่ถูกใช้ไปในปฏิกิริยานี้ ดังนั้นความหนาแน่นจำเพาะ ของมัน จึง ไม่สามารถใช้บ่งชี้สถานะการชาร์จได้ ต่างจากในแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

เมื่อจุงเนอร์สร้างแบตเตอรี่ Ni–Cd รุ่นแรก เขาใช้ออกไซด์ของนิกเกิลในขั้วบวก และ วัสดุ เหล็กและแคดเมียมในขั้วลบ ต่อมาจึงมีการใช้โลหะแคดเมียมบริสุทธิ์และไฮดรอกไซด์ ของนิกเกิล จนกระทั่งประมาณปี 1960 ปฏิกิริยาเคมีก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ มีการคาดเดาหลายอย่างเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา การถกเถียงนี้ได้รับการแก้ไขในที่สุดโดยสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดซึ่งเผยให้เห็นว่าได้สารประกอบเป็นไฮดรอกไซด์ของแคดเมียมและไฮดรอกไซด์ของนิกเกิล

อีกหนึ่งรูปแบบที่สำคัญทางประวัติศาสตร์ของเซลล์ Ni–Cd พื้นฐาน คือการเติมลิเธียมไฮดรอกไซด์ลงในอิเล็กโทรไลต์โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เชื่อกันว่าวิธีนี้จะช่วยยืดอายุการใช้งานโดยทำให้เซลล์ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ Ni–Cd ในรูปแบบปัจจุบันนั้นทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าได้ดีมากอยู่แล้ว ดังนั้นจึงได้ยกเลิกวิธีการนี้ไปแล้ว

แบตเตอรี่เซลล์ขนาดใหญ่แบบแช่น้ำใช้สำหรับแบตเตอรี่สตาร์ทเครื่องบินแบตเตอรี่สำรองและใช้บ้างในรถยนต์ ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ Ni–Cd แบบมีช่องระบายอากาศ (แบบเซลล์เปียก , แบบเซลล์น้ำท่วม ) ใช้เมื่อต้องการความจุสูงและอัตราการคายประจุสูง แตกต่างจากเซลล์ Ni–Cd ทั่วไปซึ่งเป็นแบบปิดผนึก (ดูในหัวข้อถัดไป) เซลล์แบบมีช่องระบายอากาศจะมีช่องระบายอากาศหรือวาล์วปล่อยแรงดัน ต่ำ ที่ปล่อยก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นเมื่อมีการชาร์จเกินหรือคายประจุอย่างรวดเร็ว เนื่องจากแบตเตอรี่ไม่ใช่ภาชนะรับแรงดันจึงปลอดภัยกว่า น้ำหนักเบากว่า และมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและประหยัดกว่า นอกจากนี้ยังหมายความว่าแบตเตอรี่จะไม่เสียหายจากอัตราการชาร์จเกิน การคายประจุ หรือแม้แต่การชาร์จติดลบที่มากเกินไป

แบตเตอรี่ชนิดเซลล์ระบายอากาศ Ni–Cd ใช้ในอุตสาหกรรมการบิน การรถไฟและระบบขนส่งมวลชนระบบสำรองไฟสำหรับโทรคมนาคม การสตาร์ทเครื่องยนต์สำหรับกังหันสำรอง เป็นต้น การใช้แบตเตอรี่ Ni–Cd ชนิดเซลล์ระบายอากาศช่วยลดขนาด น้ำหนัก และความต้องการในการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ชนิดอื่นๆ แบตเตอรี่ Ni–Cd ชนิดเซลล์ระบายอากาศมีอายุการใช้งานยาวนาน (สูงสุด 20 ปีหรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับชนิด) และสามารถทำงานได้ในอุณหภูมิที่สูงและต่ำมาก (ตั้งแต่ -40 ถึง 70 °C)

กล่องแบตเตอรี่เหล็กบรรจุเซลล์ที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ (1.2 โวลต์ต่อเซลล์โดยประมาณ) โดยทั่วไปเซลล์จะทำจากโพลีอะไมด์ ( ไนลอน ) ที่เบาและทนทาน โดยมีแผ่นนิกเกิล-แคดเมียมหลายแผ่นเชื่อมติดกันสำหรับแต่ละขั้วไฟฟ้าภายใน แผ่นกั้นหรือแผ่นรองที่ทำจาก ยาง ซิลิโคนทำหน้าที่เป็นฉนวนและตัวกั้นก๊าซระหว่างขั้วไฟฟ้า เซลล์จะเต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ ที่เป็น สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ( KOH ) 30% ความหนาแน่นจำเพาะของอิเล็กโทรไลต์ไม่ได้บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่คายประจุหรือชาร์จเต็มแล้ว แต่จะเปลี่ยนแปลงไปส่วนใหญ่เนื่องจากการระเหยของน้ำ ด้านบนของเซลล์มีช่องว่างสำหรับอิเล็กโทรไลต์ส่วนเกินและช่องระบายแรงดัน หมุดทองแดงชุบนิกเกิลขนาดใหญ่และข้อต่อเชื่อมต่อที่หนาช่วยให้มั่นใจได้ว่าความต้านทานอนุกรมเทียบเท่าของแบตเตอรี่ มีค่าน้อยที่สุด

การระบายก๊าซหมายความว่าแบตเตอรี่กำลังถูกคายประจุในอัตราสูงหรือถูกชาร์จในอัตราที่สูงกว่าปกติ นอกจากนี้ยังหมายความว่าอิเล็กโทรไลต์ที่สูญเสียไปในระหว่างการระบายก๊าซจะต้องได้รับการเติมเต็มเป็นระยะๆ ผ่านการบำรุงรักษาตามปกติ ขึ้นอยู่กับรอบการชาร์จและการคายประจุและประเภทของแบตเตอรี่ ระยะเวลาการบำรุงรักษาอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่เดือนจนถึงหนึ่งปี

แรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบบมีช่องระบายอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงท้ายของการชาร์จ ทำให้สามารถใช้วงจรชาร์จที่ง่ายมากได้ โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยกระแสคงที่ที่อัตรา 1 CA จนกว่าเซลล์ทั้งหมดจะมีแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 1.55  V จากนั้นจะตามด้วยรอบการชาร์จอีกครั้งที่อัตรา 0.1 CA จนกว่าเซลล์ทั้งหมดจะมีแรงดันไฟฟ้าถึง 1.55  V การชาร์จจะเสร็จสิ้นด้วยการชาร์จปรับสมดุลหรือการชาร์จเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้เวลาไม่น้อยกว่า 4 ชั่วโมงที่อัตรา 0.1 CA จุดประสงค์ของการชาร์จเกินคือการขับไล่ก๊าซที่สะสมอยู่บนขั้วไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด (ถ้าไม่ใช่ทั้งหมด) คือไฮโดรเจนที่ขั้วลบและออกซิเจนที่ขั้วบวก และก๊าซบางส่วนเหล่านี้จะรวมตัวกันใหม่เพื่อสร้างน้ำ ซึ่งจะทำให้ระดับอิเล็กโทรไลต์สูงขึ้นถึงระดับสูงสุดหลังจากนั้นจึงจะปลอดภัยในการปรับระดับอิเล็กโทรไลต์ ในระหว่างการชาร์จเกินหรือการชาร์จเพิ่มเติม แรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะสูงกว่า 1.6 V แล้วค่อยๆ ลดลง ไม่มีเซลล์ใดควรมีแรงดันไฟฟ้าสูงเกิน 1.71  V (เซลล์แห้ง) หรือต่ำกว่า 1.55  V (กำแพงก๊าซแตก)

ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าแบตเตอรี่แบบลอยตัวในเครื่องบิน แรงดันไฟฟ้าของตัวควบคุมจะถูกตั้งค่าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่ศักย์ไฟฟ้าคงที่ (โดยทั่วไปคือ 14 หรือ 28  โวลต์) หากตั้งค่าแรงดันไฟฟ้านี้สูงเกินไป จะทำให้สูญเสียอิเล็กโทรไลต์อย่างรวดเร็ว ตัวควบคุมการชาร์จที่ชำรุดอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จสูงขึ้นเกินค่านี้มาก ทำให้เกิดการชาร์จเกินอย่างรุนแรงจนอิเล็กโทรไลต์เดือดพล่าน

การใช้งานส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้แสดงไว้เพื่อเป็นตัวอย่างทางประวัติศาสตร์ เนื่องจากแบตเตอรี่ Ni-Cd แบบปิดผนึก (พกพาได้) ได้ถูกแทนที่ด้วยเซลล์ Li-ion ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าอย่างต่อเนื่อง และการวางจำหน่ายในตลาดสหภาพยุโรปส่วนใหญ่ถูกห้ามตั้งแต่ปี 2006 ตามข้อกำหนดแบตเตอรี่ของสหภาพยุโรป 2006/66/EC

แบตเตอรี่ Ni–Cd แบบปิดผนึกถูกนำมาใช้ทีละก้อน หรือประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่ที่มีเซลล์ตั้งแต่สองเซลล์ขึ้นไป เซลล์ขนาดเล็กใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พกพา และของเล่น (เช่น ไฟสวนพลังงานแสงอาทิตย์) โดยมักใช้เซลล์ที่ผลิตในขนาดเดียวกับแบตเตอรี่แบบธรรมดาเมื่อใช้แบตเตอรี่ Ni–Cd แทนแบตเตอรี่แบบธรรมดา แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่ำกว่าและความจุแอมป์-ชั่วโมงที่น้อยกว่าอาจลดประสิทธิภาพลงเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบธรรมดา แบตเตอรี่แบบกระดุมขนาดเล็กบางครั้งใช้ในอุปกรณ์ถ่ายภาพ โคมไฟพกพา (ไฟฉาย) หน่วยความจำสแตนด์บายของคอมพิวเตอร์ ของเล่น และของแปลกใหม่

แบตเตอรี่ Ni–Cd ชนิดพิเศษถูกนำมาใช้ในโทรศัพท์ไร้สายและโทรศัพท์แบบไร้สาย ไฟฉุกเฉิน และการใช้งานอื่นๆ ด้วยความต้านทานภายใน ที่ค่อนข้างต่ำ ทำให้สามารถจ่ายกระแสไฟกระชาก สูง ได้ จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับเครื่องบินจำลองไฟฟ้า เรือ และรถยนต์บังคับวิทยุ รวมถึงเครื่องมือไฟฟ้าไร้สายและแฟลชกล้องถ่ายรูป

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ทำให้การผลิตแบตเตอรี่มีราคาถูกลงเรื่อยๆ อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โดยทั่วไปได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ณ ปี 2000 มีการผลิตแบตเตอรี่ Ni–Cd ประมาณ 1.5 พันล้าน ก้อนต่อปี ^{[ 6 ]}จนถึงกลางทศวรรษ 1990 แบตเตอรี่ Ni–Cd ครองส่วนแบ่งการตลาดส่วนใหญ่ของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในบ้าน

ในบางช่วงเวลา แบตเตอรี่ Ni–Cd คิดเป็น 8% ของยอดขายแบตเตอรี่ชาร์จซ้ำแบบพกพาทั้งหมดในสหภาพยุโรป และ 9.2% ในสหราชอาณาจักร (แบบใช้แล้วทิ้ง) และ 1.3% ในสวิตเซอร์แลนด์ของยอดขายแบตเตอรี่แบบพกพาทั้งหมด^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

ในสหภาพยุโรปคำสั่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่ ปี 2006 ได้จำกัดการขายแบตเตอรี่ Ni–Cd ให้แก่ผู้บริโภคสำหรับอุปกรณ์พกพา

แบตเตอรี่ Ni–Cd มีจำหน่ายในขนาดเดียวกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ตั้งแต่ AAA ถึง D รวมถึงขนาดแบบหลายเซลล์หลายขนาด ซึ่งรวมถึงขนาดเทียบเท่าแบตเตอรี่ 9 โวลต์ด้วย แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่ชาร์จเต็มแล้วโดยไม่มีโหลด จะมีศักย์ไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 1.25 ถึง 1.35 โวลต์ ซึ่งจะคงที่ค่อนข้างมากเมื่อแบตเตอรี่เริ่มคายประจุ เนื่องจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ใกล้หมดอาจมีแรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือต่ำสุดถึง 0.9 โวลต์ ดังนั้นแบตเตอรี่ Ni–Cd และแบตเตอรี่อัลคาไลน์จึงสามารถใช้แทนกันได้ในงานส่วนใหญ่

นอกจากแบตเตอรี่เซลล์เดี่ยวแล้ว ยังมีแบตเตอรี่ที่มีเซลล์มากถึง 300 เซลล์ (แรงดันไฟฟ้าปกติ 360 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าจริงขณะไม่มีโหลดอยู่ระหว่าง 380 ถึง 420 โวลต์) การออกแบบแบบหลายเซลล์นี้ส่วนใหญ่ใช้ในยานยนต์และงานอุตสาหกรรมหนัก สำหรับการใช้งานแบบพกพา จำนวนเซลล์มักจะน้อยกว่า 18 เซลล์ (24 โวลต์) แบตเตอรี่แบบเติมน้ำกรดขนาดอุตสาหกรรมมีจำหน่ายในความจุตั้งแต่ 12.5 Ah จนถึงหลายร้อย Ah

เมื่อไม่นานมานี้ แบตเตอรี่ นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์และ แบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนได้เริ่มวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์และมีราคาถูกลง โดยแบตเตอรี่ชนิดแรกมีราคาใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ Ni-Cd แล้ว อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ความหนาแน่นของพลังงานมีความสำคัญ แบตเตอรี่ Ni-Cd กลับเสียเปรียบเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่แบตเตอรี่ Ni-Cd ก็ยังคงมีประโยชน์มากในงานที่ต้องการอัตราการคายประจุสูงมาก เนื่องจากสามารถทนต่อการคายประจุในระดับนั้นได้โดยไม่เสียหายหรือสูญเสียความจุ

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดอื่นๆ แบตเตอรี่ Ni–Cd มีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการ:

• แบตเตอรี่ชนิดนี้เสียหายยากกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น และทนต่อการคายประจุจนหมดเป็นเวลานาน ที่จริงแล้ว แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่เก็บรักษาในระยะยาวมักจะถูกเก็บไว้ในสภาพที่คายประจุจนหมด ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความเสถียรน้อยกว่าและจะเสียหายถาวรหากคายประจุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ
• แบตเตอรี่ทำงานได้ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะที่สมบุกสมบัน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในเครื่องมือพกพา
• โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ Ni–Cd จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าในแง่ของจำนวนรอบการชาร์จ/คายประจุ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ชนิดอื่น เช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรด
• เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบตเตอรี่ Ni-Cd มีความหนาแน่นพลังงาน สูงกว่ามาก แบตเตอรี่ Ni-Cd มีขนาดเล็กกว่าและเบากว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีขนาดใกล้เคียงกัน แต่ไม่เท่ากับแบตเตอรี่ NiMH หรือ Li-ion ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ในกรณีที่ขนาดและน้ำหนักเป็นปัจจัยสำคัญ (เช่น ในเครื่องบิน) แบตเตอรี่ Ni-Cd จึงเป็นที่นิยมมากกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีราคาถูกกว่า
• ในการใช้งานสำหรับผู้บริโภค แบตเตอรี่ Ni–Cd แข่งขันโดยตรงกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์เซลล์ Ni–Cd มีความจุต่ำกว่าเซลล์อัลคาไลน์ที่มีขนาดเท่ากัน และมีราคาสูงกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ไม่สามารถย้อนกลับได้ แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้จึงมีอายุการใช้งานโดยรวมที่ยาวนานกว่ามาก มีความพยายามที่จะสร้างแบตเตอรี่อัลคาไลน์แบบชาร์จได้หรือเครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบพิเศษสำหรับชาร์จแบตเตอรี่อัลคาไลน์แบบใช้ครั้งเดียว แต่ยังไม่มีสิ่งใดที่ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย
• แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่ Ni–Cd จะลดลงช้ากว่าเมื่อใช้งานไปสักระยะ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่คาร์บอน–สังกะสี เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อัลคาไลน์จะลดลงอย่างมากเมื่อประจุลดลง แอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่จึงสามารถรับมือกับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ Ni–Cd ที่ต่ำกว่าเล็กน้อยได้โดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงานอย่างเห็นได้ชัด
• ความจุของแบตเตอรี่ Ni–Cd ไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากกระแสไฟปล่อยประจุที่สูงมาก แม้จะมีอัตราการปล่อยประจุสูงถึง 50C แบตเตอรี่ Ni–Cd ก็ยังคงให้ความจุได้เกือบเท่าที่ระบุไว้ ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะให้ความจุได้เพียงประมาณครึ่งหนึ่งของความจุที่ระบุไว้เมื่อปล่อยประจุที่อัตรา 1.5C ซึ่งค่อนข้างต่ำ
• โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่ Ni–Cd สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องได้สูงสุดประมาณ 15C ซึ่งต่างจากแบตเตอรี่ NiMH ที่สามารถใช้งานได้ด้วยกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องสูงสุดไม่เกิน 5C
• แบตเตอรี่ นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ ( NiMH ) เป็นแบตเตอรี่รุ่นใหม่ล่าสุดและเป็นคู่แข่งที่คล้ายคลึงกับแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม (Ni-Cd) มากที่สุด เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ Ni-Cd แล้ว แบตเตอรี่ NiMH มีความจุสูงกว่า มีความเป็นพิษน้อยกว่า และปัจจุบันมีราคาประหยัดกว่า อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ Ni-Cd มี อัตรา การคายประจุเอง ต่ำกว่า (เช่น 20% ต่อเดือนสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd เทียบกับ 30% ต่อเดือนสำหรับแบตเตอรี่ NiMH ทั่วไปภายใต้สภาวะเดียวกัน) แม้ว่า ปัจจุบันจะมี แบตเตอรี่ NiMH ที่มีอัตราการคายประจุเองต่ำ (LSD)ซึ่งมีอัตราการคายประจุเองต่ำกว่าแบตเตอรี่ Ni-Cd หรือแบตเตอรี่ NiMH ทั่วไปอย่างมาก ด้วยเหตุนี้จึงนิยมใช้แบตเตอรี่ Ni-Cd มากกว่าแบตเตอรี่ NiMH ที่ไม่มี LSD ในการใช้งานที่กระแสไฟที่ดึงจากแบตเตอรี่ต่ำกว่าอัตราการคายประจุเองของแบตเตอรี่ (เช่น รีโมทคอนโทรลโทรทัศน์) ในแบตเตอรี่ทั้งสองประเภท อัตราการคายประจุเองจะสูงสุดเมื่อชาร์จเต็มและลดลงเล็กน้อยเมื่อระดับการชาร์จต่ำกว่า สุดท้ายนี้ แบตเตอรี่ Ni–Cd ที่มีขนาดใกล้เคียงกันจะมีค่าความต้านทานภายในต่ำกว่าเล็กน้อย จึงสามารถจ่ายกระแสไฟได้สูงสุดในอัตราที่สูงกว่า (ซึ่งอาจมีความสำคัญสำหรับการใช้งาน เช่น เครื่องมือไฟฟ้า)

ข้อเสียหลักของแบตเตอรี่ Ni-Cd คือราคาสูงกว่าและมีการใช้แคดเมียม โลหะหนักชนิดนี้เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นพิษอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตชั้นสูงทุกชนิด นอกจากนี้ยังมีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเนื่องจากนิกเกลและแคดเมียมมีราคาสูงกว่า ข้อเสียที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือแบตเตอรี่ชนิดนี้มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นลบอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิของเซลล์สูงขึ้น ความต้านทานภายในจะลดลง สิ่งนี้อาจก่อให้เกิดปัญหาในการชาร์จอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับระบบการชาร์จที่ค่อนข้างง่ายที่ใช้กับ แบตเตอรี่ ตะกั่วกรดในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดสามารถชาร์จได้โดยการเชื่อมต่อไดนาโมเข้ากับแบตเตอรี่โดยตรง พร้อมระบบตัดกระแสไฟแบบแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างง่ายสำหรับกรณีที่ไดนาโมหยุดนิ่งหรือเกิดกระแสไฟเกิน แบตเตอรี่ Ni-Cd ภายใต้ระบบการชาร์จที่คล้ายกันจะเกิดภาวะความร้อนสูงเกิน (thermal runaway) ซึ่งกระแสไฟชาร์จจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนกว่าระบบตัดกระแสไฟเกินจะทำงานหรือแบตเตอรี่เสียหาย นี่คือปัจจัยหลักที่ทำให้ไม่สามารถใช้เป็นแบตเตอรี่สตาร์ทเครื่องยนต์ได้ ในปัจจุบัน ด้วยระบบชาร์จแบบใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่มีตัวควบคุมแบบโซลิดสเตท การสร้างระบบชาร์จที่เหมาะสมจึงค่อนข้างง่าย แต่ผู้ผลิตรถยนต์ยังคงลังเลที่จะละทิ้งเทคโนโลยีที่ผ่านการทดสอบมาแล้ว^{[ 10 ]}

แบตเตอรี่ Ni–Cd อาจประสบปัญหา " ปรากฏการณ์หน่วยความจำ " หากมีการคายประจุและชาร์จซ้ำในระดับประจุ เดิม หลายร้อยครั้ง อาการที่เห็นได้ชัดคือ แบตเตอรี่จะ "จำ" จุดในรอบการคายประจุที่เริ่มการชาร์จใหม่ และในการใช้งานครั้งต่อไป แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างกะทันหัน ณ จุดนั้น ราวกับว่าแบตเตอรี่ได้คายประจุไปแล้ว ความจุของแบตเตอรี่ไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดที่ออกแบบมาให้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Ni–Cd สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงนี้ได้นานพอจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะกลับสู่ระดับปกติ อย่างไรก็ตาม หากอุปกรณ์ไม่สามารถทำงานได้ในช่วงที่แรงดันไฟฟ้าลดลงนี้ อุปกรณ์จะไม่สามารถดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ได้เพียงพอ และในทางปฏิบัติแล้ว แบตเตอรี่จะดูเหมือน "หมด" เร็วกว่าปกติ

มีหลักฐานว่าเรื่องราวเกี่ยวกับปรากฏการณ์หน่วยความจำมีต้นกำเนิดมาจากดาวเทียมโคจร ซึ่งมีการชาร์จและคายประจุในลักษณะเดียวกันทุกครั้งที่โคจรรอบโลกเป็นระยะเวลาหลายปี^{[ 11 ]}หลังจากนั้น พบว่าความจุของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก แต่ก็ยังสามารถใช้งานได้ เป็นไปได้ยากที่บุคคลทั่วไปจะสามารถทำซ้ำการชาร์จซ้ำที่แม่นยำเช่นนี้ได้ (เช่น การชาร์จ/คายประจุ 1,000 ครั้ง โดยมีความแปรปรวนน้อยกว่า 2%) เอกสารต้นฉบับที่อธิบายถึงปรากฏการณ์หน่วยความจำนั้นเขียนโดยนักวิทยาศาสตร์ของ GE ที่แผนกธุรกิจแบตเตอรี่ในเมืองเกนส์วิลล์ รัฐฟลอริดา และต่อมาพวกเขาก็ได้ถอนเอกสารดังกล่าว แต่ความเสียหายก็เกิดขึ้นแล้ว^{[ 12 ]}

แบตเตอรี่สามารถทนต่อการชาร์จ/คายประจุได้หลายพันรอบ นอกจากนี้ยังสามารถลดผลกระทบจากหน่วยความจำได้โดยการคายประจุแบตเตอรี่จนหมดประมาณเดือนละครั้ง วิธีนี้จะช่วยให้แบตเตอรี่ไม่ "จดจำ" จุดในการชาร์จหรือคายประจุ

ปรากฏการณ์ที่มีอาการคล้ายกับปรากฏการณ์หน่วยความจำ คือภาวะแรงดันไฟฟ้า ตก หรือปรากฏการณ์แบตเตอรี่ทำงานช้าซึ่งเกิดจากการชาร์จไฟเกินซ้ำๆ อาการคือ แบตเตอรี่ดูเหมือนจะชาร์จเต็ม แต่กลับคายประจุอย่างรวดเร็วหลังจากใช้งานเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ในบางกรณีที่หายาก ความจุที่สูญเสียไปส่วนใหญ่สามารถกู้คืนได้ด้วยการชาร์จจนคายประจุจนหมดหลายๆ รอบ ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่มักพบในเครื่องชาร์จแบตเตอรี่อัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้อาจลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ หากดูแลรักษาอย่างดี แบตเตอรี่ Ni–Cd สามารถใช้งานได้ถึง 1,000 รอบหรือมากกว่านั้น ก่อนที่ความจุจะลดลงต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของความจุเดิม เครื่องชาร์จแบตเตอรี่สำหรับใช้ในบ้านหลายรุ่นอ้างว่าเป็น "เครื่องชาร์จอัจฉริยะ" ซึ่งจะปิดการทำงานและไม่ทำให้แบตเตอรี่เสียหาย แต่ดูเหมือนว่านี่จะเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไป

แบตเตอรี่ Ni–Cd มีส่วนประกอบ ของแคดเมียมระหว่าง 6% (สำหรับแบตเตอรี่อุตสาหกรรม) ถึง 18% (สำหรับแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์) ซึ่งเป็นโลหะหนักที่เป็นพิษดังนั้นจึงต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษในระหว่างการกำจัดแบตเตอรี่

ในสหรัฐอเมริกาค่า ใช้จ่าย ในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ (เพื่อการกำจัดอย่างเหมาะสมเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน) จะถูกรวมอยู่ในราคาซื้อแบตเตอรี่แล้ว

ภายใต้ "คำสั่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่" ( 2006/66/EC ) การขายแบตเตอรี่ Ni–Cd สำหรับผู้บริโภคถูกห้ามในสหภาพยุโรป ยกเว้นสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ ระบบเตือนภัย ไฟฉุกเฉิน และเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา หมวดหมู่สุดท้ายนี้ถูกห้ามใช้ตั้งแต่ปี 2016 ^{[ 13 ]}ภายใต้คำสั่งของสหภาพยุโรปเดียวกันนี้ ผู้ผลิตจะต้องรวบรวมแบตเตอรี่ Ni–Cd ที่ใช้แล้วในอุตสาหกรรมเพื่อนำไปรีไซเคิลในโรงงานเฉพาะ

• การรีไซเคิลแบตเตอรี่
• การเปรียบเทียบแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ
• รายการขนาดแบตเตอรี่
• รายการประเภทแบตเตอรี่
• อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก

• "แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมใช้งานได้นานเท่ากับอายุการใช้งานของรถยนต์" นิตยสารวิทยาศาสตร์ยอดนิยมสิงหาคม 1948 หน้า 113–118
• คู่มือการใช้งานและการบำรุงรักษาแบตเตอรี่เครื่องบิน Ni–Cd (PDF)
• ประวัติความเป็นมาของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม Alcad ในเมืองเรดดิทช์ ปี 1918 - 1993