La conception d’un accumulateur nickel-métal-hydrure est comparable à celle d’un accumulateur nickel-cadmium bien que la réaction au niveau de l’électrode négative soit très différente de par sa nature. Les matériaux utilisés (hydroxyde de nickel, mousse, feuillard, électrolyte) sont également très proches de ceux qui composent les accumulateurs nickel-cadmium.
Au niveau de l’électrode positive, la matière première est un hydroxyde de nickel Ni(OH)2 qui a la propriété de céder un électron et un proton pour former un oxyhydroxyde de nickel NiO(OH). L’électrolyte étant fortement basique, le proton va réagir avec un anion OH– pour former une molécule d’eau. La réaction peut s’écrire sous la forme :
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