尽管镍镉电池使用寿命很长，但使用时间久了总会出现不能正常工作甚至完全不能工作的失效现象。
镍镉电池的失效分为两类：可逆失效和不可逆失效。当电池符合规定的性能要求，通过适当的活化处理能恢复到可用状态，就称为“可逆失效”。当电池通过活化或其他方法仍不能恢复到可用状态，就称为“不可逆失效”或“永久失效”。
1.可逆失效
当电池以恒电流充放电和固定时间反复循环时，可能受到可逆的容量损失，这种效应称为“记忆效应”。无论大电流放电到较低的终止电压或小电流放电到较高的终止电压，其效应相同。容量衰减的基本原因就是浅度放电。电池在重复浅放电循环中，由于放电平均电压降低而导致电池容量减少。
长期过充电也可使电池发生可逆失效，在高温下更是如此。由于长期过充电引起放电快终止时的“过渡阶梯”，虽容量仍可适当利用，但工作电压比较低，这也是可逆失效，通过几次深充放电循环后可恢复到额定电压和期望的容量。
2.不可逆失效
密封圆柱电池永久失效的原因主要有两个：短路和电解液干涸。
电池内短路会导致电池无使用价值。电解液稍有损耗即会引起容量减少。容量损耗与电解液减少量成正比。电池反复反极、高温下高倍率充电、直接短路等都会引起电解液损耗。由电解液损耗所引起的容量减少在高倍率放电时更为明显。
另外，高温会降低电池寿命，温度较高会促使隔膜受损并增加短路的可能，较高温度还会使水通过密封圈迅速蒸发，尽管这种影响是长期的，但温度越高电池损坏越快。
3.电池失效现象(www.xing528.com)
1）电池短路
（1）低电阻短路：电池开路电压为0，以0.1C倍率电流充电20 h，充电终止电压仍低于1.25 V。
（2）高电阻短路：电池充电终止电压大于1.25 V，充电后立即放电也能放出部分容量，但长时间搁置又降至0（称为微短路）。
（3）间隙短路：这种电池受到振动后，电压忽有忽无或忽高忽低。
2）电池断路
由于制造厂商工艺控制不严，电池内部焊接脱开或螺纹松动，充电控制失调，使用维护不正确等造成电池无电能输出。
（1）电池膨胀。由于充电电压高，电池常处于过充电状态，造成半烧结电池的负极膨胀、壳体变形。圆柱电池也会发生电池膨胀问题。
（2）气体阻挡层失效。由过充电电流过大、过充电温度过高或电解液液面低时的高倍率放电所引起。
（3）热失控。这是气体阻挡层失效的电池在恒电位充电场合所引起的后果。镍镉电池的电压与温度成反比，环境温度升高时，电池电压则下降。过充电时电能部分转变成热能，产生的热量使电池温度升高。随着温度上升，电池电压则下降。若采用恒电压充电，就会造成充电电流增加，致使过充电量也增加。循环往复，使电池温度进一步升高，电压进一步下降，出现热失控。热失控可使电解液温度达到沸腾的程度，使隔膜受到严重损坏，直至电解液耗干，造成电池内部短路。
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