Химические реакции, происходящие в щелочном кадмиево-никелевом аккумуляторе, приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Химические реакции в щелочном аккумуляторе
| Состояние аккумулятора | Положительная пластина | Электролит | Отрицательная пластина |
| Заряжен | Ni2O3×3H2O | КОН | Cd |
| ¯ | ¯ | ¯ | |
| Разряжен | 2Ni(OH)2 | КОН | Cd(OH)2 |
На положительной пластине такого аккумулятора гидрат окиси никеля превращается в гидрат закиси никеля, а на отрицательной - металлический кадмий превращается в гидрат закиси кадмия.
Химические реакции в щелочном железо-никелевом аккумуляторе аналогичны, но активная масса отрицательных пластин состоит не из кадмия, а из железа. Электролит щелочного аккумулятора (раствор едкого кали) не принимает участия в химических реакциях, и его плотность в процессе зарядки и разрядки не меняется. Поэтому определять степень разрядки щелочного аккумулятора, измеряя плотность электролита ареометром, нельзя. Нормальная плотность электролита р = 1,19 - 1,21 г/см3, температура его замерзания около -20° С. Уменьшение плотности электролита ниже р = 1,16 г/см3, а также перегрев щелочного аккумулятора выше 40° С недопустимы, так как при этом безвозвратно теряется часть емкости. Также вредны зарядки и разрядки чрезмерно слабым током. Во всех этих случаях безвозвратная потеря части емкости обусловлена переходом активной массы пластин в пассивное состояние. Щелочные аккумуляторы имеют повышенное внутреннее сопротивление, поэтому разница между напряжением на зажимах при зарядке и разрядке в щелочных аккумуляторах значительно выше, чем в свинцовых. Так, напряжение при зарядке щелочного аккумуляторного элемента держится на уровне 1,5 в, поднимаясь в конце зарядки до 1,85 в. Интенсивного газообразования в конце зарядки не наблюдается, поэтому конец зарядки определяется подсчетом полученного аккумулятором количества электричества в амперчасах (а-ч). Конечное разрядное напряжение при разрядке током 8-часового разряда составляет 1,0 в. Пластины щелочного аккумулятора состоят из стального перфорированного каркаса, образующего <карманы>, в которые заложены брикетики активной массы. Сосуд и крышка выполнены из тонколистовой стали, а сепараторы - из эбонита. Такая конструкция создает большую механическую прочность и химическую устойчивость, так как электролит (раствор едкого кали) не действует химически на материал пластин, сосуда и сепараторов. В щелочном аккумуляторе не происходит сульфатации и он не боится перезарядки. Однако его стоимость значительно выше. Повышенное внутреннее сопротивление, а также большое падение емкости при низкой температуре затрудняет использование щелочных аккумуляторов в качестве стартерных; кроме того, при разрядке большим током их напряжение падает ниже, чем у свинцовых, и стартер развивает значительно меньшую мощность. Поэтому щелочные аккумуляторы стартерного типа выпускаются с пониженным внутренним сопротивлением.
Однако автомобильные щелочные аккумуляторы по своим стартерным характеристикам значительно уступают свинцовым. Чтобы не ухудшать пуска, щелочные аккумуляторы выпускают с большим запасом емкости и при одинаковых стартерных характеристиках щелочные стартерные аккумуляторные батареи имеют в 1,5-2 раза больший объем и вес по сравнению со свинцовыми. Зато срок службы щелочных стартерных аккумуляторов очень велик и достигает 400-500 тыс. км. Применение щелочных аккумуляторных батарей в качестве стартерных может иметь место в отдельных случаях, на машинах, предназначенных для особо тяжелых условий эксплуатации, или в тех случаях, когда необходима высокая надежность и долговечность их, как, например, на тракторах.