1.1 니켈/ 카드뮴 (NiCd) 전지
Waldmar Jungner가 니켈 카드뮴 전지를 발명했을 때, 1899년에 알칼리 니켈 전지 과학 기술이 비롯되었다. 그 당시 구할 수 있는 다른 전지 종류들에 비해 재료들의 값이 비쌌었고, 그래서 이것의 사용이 특수한 적용 제품에 국한되었다. 1932 년에 활성 재료들을 다공성 니켈로 도금한 전극 내부에 집어넣었고, 1917년에 충전하는 동안 발생한 내부의 기체들을 배출시키기보다는 다시 결합시키는 밀폐식 NiCd 전지에 대한 연구가 시작되었다. 이렇게 오늘날 쓰이고 있는 현대식의 밀폐식 NiCd 전지로 진보하였다. 재충전용 전지들 중에서, NiCd는 휴대용 무선 장치, 비상 의료 장비, 방송용 비디오 사진기, data loggers, 동력 공구 등과 같은 적용 제품에서 여전히 인기 리에 선택되고 있다. 휴대용 장비용 모든 재충전용 전지들의 50%이상이 NiCd이다. 더 새로운 전지 화학적 성질들이 도입되어 NiCd의 사용이 약간 떨어졌다. 그러나, the alternative 화학적 성질들의 한계를 인식하여 NiCd 화학에 대한 관심이 새로워졌다. 다른 전지 화학적 성질들보다 우수한 NiCd의 명확한 장점들의 일부는 다음과 같다:
1) 빠르고 간단한 충전.
2) 많은 횟수의 충전/방전 주기(알맞게 관리한다면, NiCd는 1000회 이상의 충전/방전 주기를 제공한다.
3) 우수한 부하 성능, 심지어 추운 온도에서도 NiCd는 낮은 온도에서 재충전할 수 있다.
4) 간단한 보관과 수송(NiCd는 대부분의 항공 화물 회사에서 받아들이고 있다).
5) 오랫동안 보관한 후에 재충전하기 쉽다.
6) 잘못 사용해도 용납된다.
7) 경제적으로 가격을 매겼다.
8) 다양한 범위로 크기와 성능을 선택할 수 있다.

NiCd는 강하고 묵묵한 일꾼이다 ; 힘든 일도 문제가 되지 않는다. 이것에는 완속충전보다 급속 충전이 DC 충전보다 펄스 충전이 더 좋다. 개선된 성능 is achieved by interspersing 방전 펄스s between 충전 펄스s. 흔히 트림 충전 또는 역부하 충전이라 하는, 이 충전 방법으로 전극들에서 표면적을 높일 수 있어, 성능을 높이고 실용 수명을 증가시킬 수 있다. 역부하가 충전하는 동안 발생한 기체들이 다시 결합하는데 도움이 되기 때문에, 역부하 역시 급속-충전을 개선한다. 통상의 DC 충전기보다 그 결과로 더 차가워졌고 충전이 더 효과적이 되었다. 역부하의 또 다른 중요한 목적은 전지 성능을 개선하고 실용 수명을 늘이기 위하여 결정질 형성을 최소로 하는 것이다(NiCd 단위전지에서의 결정질 형성 참조). 독일에서 행한 연구에서 역부하로 NiCd 전지의 수명에 15%를 늘릴 수 있었다. NiCd는 여러 날 동안 충전기에 앉아 있다가 단지 때때로 잠시 동안 사용하는 것으로 하고 싶은 대로하게 내버려두는 것을 좋아하지 않는다. 사실은, 주기적으로 충분히 방전시킨다면, NiCd는 가장 잘 작동하는 유일한 전지 종류이다. 모든 다른 화학적 성질들은 얕은 방전이 낫다. 주기적인 완전 방전은 너무 중요하여 게을리 하면, 기억이라고도 하는 단위전지 plate들에서 큰 결정들이 형성되기 때문에 NiCd는 차차 성능을 상실한다.

일반적으로 과학적 자료로 인정되고 있는 NiCd 전지의 수명은 충방전 1,500회이다. 이 말은 매일 1회씩 충방전을 한다면 약 5년이며 이틀에 한 번씩 충방전을 하면 약 10년이 수명이라는 것이다. 그런데 전지를 잘 충전시키고 방전시켜 적절히 관리해서 사용하면 약 4,000회의 수명이 가능하다는 것이며, 심지어 지금 15,000회의 충방전도 가능하다는 것이다. 즉, NiCd 전지는 반영구적 아닌 거의 영구적으로 사용할 수 있다는 말이 된다. 그런데 주위에서 사용되는 NiCd 전지는 1~2년을 버티지 못하고 망가져 사용할 수 없어 버려지고 있으며, 심지어 국내의 어떤 제조/판매 업체는 과학적 자료의 ⅓밖에 안 되는 "충방전 500회 이상 가능"이라고만 제품 표지에 표기하고 있다.

I. 단위전지 기능부전 일반적으로, 충전용 전지 특히 니켈 전지의 기능부전(malfunction)으로 기억(메모리)이 문제라는 것을 많이 인식하고 있는 듯하다. 그래서 많은 사람들이 이를 해결하는 방법으로 전지를 방전시켜야 한다고 생각하고 있다. 그러나 여러 개의 단위전지들로 구성된 전지 팩인 경우는 이 문제와 아울러 단위전지들 사이의 불균등이 더 큰 문제이다.

II. 기억(메모리) 기억이라는 단어는 처음에, 니켈카드뮴(NiCd) 전지가 이전의 방전에서 얼마나 많이 방전했는가를 기억할 수 있다는 현상인 주기 기억(cyclic memory)에서 유래되었다. 그러나, 전지 과학 기술이 향상되어 사실상 이 현상이 제거되었고, 주기 기억의 영향이 너무 작아 오로지 민감한 기계로만 검출할 수 있다는 것을 밝혀졌으며, 같은 전지를 여러 시간 동안 방전시키면, 주기 기억 현상은 더 이상 검출할 수 없다고 한다.

현재 NiCd 전지의 문제로 말하는 기억은 주기 기억이 아니라 "전해질의 결정질 형성(Crystalization of Electrolyte)"을 의미한다. NiCd 전지의 유효 재료인 니켈과 카드뮴은 미세하게 갈라진 결정으로 존재한다. 단위전지의 상태가 좋다면, 이 결정들의 크기가 작아서 표면적이 최대이다. 기억 현상이 일어나면, 결정들의 크기가 커져, 표면적이 급격히 감소한다. 그러면, 전압이 떨어져 성능이 감소한다. 약간의 용량이 남아 있을 수 있지만 전지의 전압 유지 능력이 낮기 때문에, 회복시킬 수는 없다. 이런 상태에서 더 진행하면, 결정들의 날카로운 가장자리는 양극판과 음극판 사이에 있는 격리판을 꿰뚫어 버려, 자가-방전이 커지거나 양쪽 극판 사이에 합선을 일으킨다. 이렇게 되면 전지는 더 이상 사용할 수 없다. 충전하여 오래 보관하면, 전해질은 서서히 결정화된다. 그래서 서서히 작동 시간은 짧아진다.
따라서 충전하지 말고 방전시켜 보관해야 하며, 사용하기 하루나 이틀 전에 충전하여 사용하는 것이 바람직하다. 이렇듯 전위가 즉 에너지가 남아 있는 채로 오래 보관하거나 방치하여 결정질이 형성되면, 전지의 에너지 저장 능력이 저하된다. 사용중 사용말 전압(end of use voltage)이 높으면 결정질 형성은 필연적으로 일어나며, 사용말 전압이 낮을수록 기기의 작동 시간도 길어질 뿐 아니라, 전지의 수명도 더 길어진다. 많은 학자들은 한 달에 한 번씩 사용말 전압보다 낮은 전위(단위전지 당 0.6∼1.0볼트)까지 방전시켜 전지를 관리할 것을 권장하고 있다.