鎳氫電池正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳(稱氧化鎳電極)，負(fù)極活性物質(zhì)為金屬氧化物，也稱貯氫合金(電極稱貯氫電極)，電解液為6N氫氧化鉀，在電池充放電過程中的電池反應(yīng)為：

其中，M表示貯氫合金材料。

電池的開路電壓為：1.2V～1.3V、因貯氫材料和制備工藝不同而有所不同。

過充電時，兩極上的反應(yīng)為：

氧化鎳電極上：4OH`-4e—2H2O十O2

貯氫電極上;2H2O+O2+4e—4OH`

電池過充電時的總反應(yīng)：O

電池在設(shè)計(jì)中一般采米用負(fù)極過量的辦法，氧化鎳電極全充電態(tài)時出現(xiàn)氧氣，經(jīng)過擴(kuò)散在負(fù)極重新化合成水，這樣，既保持了電池內(nèi)壓的恒定，同時易使電解液濃度不致發(fā)生巨人變化。

當(dāng)電池過放電時，電極反應(yīng)為：

氧化鎳電極上：2H2O+2e—H2+2OH`

貯氫電極上;H2+2OH`-2e—2H2O

電池過放電時的總反應(yīng)：O

雖然過放電時，電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，但要出現(xiàn)反極現(xiàn)象。由于在正極上出現(xiàn)的氫氣會在負(fù)極上新化合，同樣也保持了體系的穩(wěn)定。

另外，負(fù)極活性物質(zhì)氫以氫原子態(tài)能以相當(dāng)高的密度吸附干貯氫合金中，在這樣的電極上，吸放氫反應(yīng)能平穩(wěn)地進(jìn)行，放電性能較鎘-鎳電池而言得以提高。