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镍氢电池的电解质主要为KOH作电解液(电解质7moL/L KOH+15g/L LiOH)
镍氢电池充电时
正极反应：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-
负极反应：M+H20+e-→MH+OH-
总反应：M+Ni(OH)2→MH+NiOOH
镍氢电池放电时
正极：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
负极：MH+OH-→M+H2O+e-
总反应：MH+NiOOH→M+Ni(OH)2
以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金 。最常用储氢合金为LaNi5 。
镍氢电池过放电:
氢氧化镍电极(正极)2H2O+2e->H2+2OH-
吸氢电极(负极)H2+20H-2e→2H20
过放电时，电池总反应的净效果为零，由于在正极上爆发的氢气会在负极上新化合，同样也坚持了电池系统的稳固 。
镍氢电池过充电:
氢氧化镍电极(正极)OH-4e->2H2O+O2
吸氢电极(负极)H2O+O2+4e>4OH
氢氧化镍电极全充电态时爆发的氧气，经由扩散在负极上重新化合为水 。既坚持了电池内压的恒定，同时又使电液浓度不致爆发重大转变 。
镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸，电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成 。在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸脱离卷绕在一起，然后密封在钢壳中的 。在方形电池中，正负极由隔膜纸脱离后叠成层状密封在钢壳中 。
