1，設(shè)計負極容量超過正極容量

負極始終有未充電的活性物質(zhì)存在，也就是電池容量由正極容量決定，正負極活性物質(zhì)容量比一般控制在：負極容量/正極容量=（1.3--2.0）/1。負極中包含過量的未充電的活性物質(zhì)，以使負極在充足以前正極上就開始產(chǎn)生氧氣。因氧氣能與負極活性物質(zhì)反應(yīng)，使負極永不能被完全充足，因而負極上不能放出氫氣。這部分過量的負極物質(zhì)分為兩部分：充電貯備物質(zhì)【以Cd（OH）2形式存在。當過充電時，負極中的充電貯備物質(zhì)還原成金屬鎘，而鎘又與過充電時正極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)生成Cd（OH）2，當正極氧氣生成的速度等于氧氣與鎘反應(yīng)的速度時，這樣一來負極不會進一步被充滿，此時負極的電位幾乎維持不變，負極上也不可能產(chǎn)生氫氣。】和放電貯備物質(zhì)（以金屬鎘形式存在）；

一般地，在密封鎳鎘電池中，正極產(chǎn)生的氧氣有兩個消耗途徑：

借助化學(xué)反應(yīng)使鎘氧化：1/2O2+Cd+H2O→Cd（OH）2

借助電化學(xué)還原：1/2O2+H2O+2e→2OH-

電化學(xué)還原與鎘的存在幾乎無關(guān)，用燒結(jié)式基板時，此反應(yīng)在金屬鎳上更容易進行。研究表明，約占73%的氧氣是通過電化學(xué)還原消耗的。

2，控制電解液用量

電解液的用量一般小于電極和隔膜可吸收的電解質(zhì)量，以利于氧氣從正極向負極擴散。

3，選用微孔隔膜

除了一般電池對隔膜的要求外，還要求隔膜盡可薄，透氣性好，孔徑盡量小，以適應(yīng)使氧氣快速向擴散的需要（尼龍氈，纖維素氈，聚乙烯氈，氯乙烯-丙烯共級氈）。

4，負極采用薄極片

5，進行反極保護

組合電池的容量取決于容量較低的那個電池.因此，當容量最小的那只單體電池容量放完后，整個電池組仍在放電，此時容量最小的電池就被強制“過放電”，而造成反極充電狀態(tài).第一階段是正常放電，放電到電池電壓降至0V.此時，正極容量已放完，因負極容量過剩，仍有未放電的活性物質(zhì)存在.第二階段電池電壓急劇下降至-0.4V，此時，負極繼續(xù)氧化反應(yīng)（正常放電），而正極發(fā)生水的還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣：

負極：Cd+2OH-→Cd（OH）2+2e

正極：2H2O+2e→H2↑+2OH-

此時，放電到負極容量已放完，負極電位急劇變正，電池電壓降至-1.52~-1.6V.此時，第三階段，正極析出氫氣，負極上析出氧氣：

負極：4OH-→O2↑+2H2O+4e

必須指出，電池過充電是，正極上生成氧氣，負極上生成氫氣；而強制放電（也稱反極充電）時，正極上生成氫氣，負極上生成氧氣。電池一旦發(fā)生反極充電，是電池內(nèi)壓急劇上升，引起爆炸。氧氣和氫氣更易引起爆炸。為此，除嚴禁過放電外，還必須采取反極保護措施，即在正極加入反極物質(zhì)Cd（OH）2。正常放電時，正極中的Cd（OH）2并不參加反應(yīng)，一旦電池出現(xiàn)過放電時，正極中的Cd（OH）2立即進行陰極還原：

Cd（OH）2+2e→Cd+2OH-

而代替了水在正極上的還原，防止了氫氣生成。同時，還原生成的Cd又可與負極上放電產(chǎn)生的氧氣建立鎘氧循環(huán)。

6，采用密封圈