Quando a pilha é carregada, os electrões são transferidos do eléctrodo de óxido de níquel para o eléctrodo de cádmio. Isto faz com que os materiais dos eléctrodos sofram uma reacção química que armazena energia sob a forma de potencial electroquímico. Quando a pilha é descarregada, ocorre a reacção oposta, libertando a energia armazenada sob a forma de corrente eléctrica.
Uma das principais vantagens da pilha de Ni-Cd é o facto de poder ser recarregada várias vezes sem perda significativa de capacidade. Isto deve-se ao facto de os eléctrodos de óxido de níquel e cádmio poderem ser facilmente regenerados através do processo de carregamento. No entanto, as pilhas de Ni-Cd têm alguns inconvenientes, incluindo uma densidade de energia relativamente baixa e uma tendência para sofrer efeitos de memória se não forem totalmente descarregadas antes de serem recarregadas.
A pilha de Ni-Cd foi inventada em 1899 por Waldemar Jungner, um engenheiro sueco. Jungner descobriu que o cádmio e o níquel podiam ser utilizados para criar uma pilha recarregável com uma elevada densidade de energia e uma longa duração. A sua invenção foi rapidamente adoptada para utilização nos primeiros sistemas de telégrafo e telefone, bem como em rádios militares e outras aplicações.
Ao contrário da pilha de Ni-Cd, as pilhas de lítio funcionam através da transferência de iões de lítio entre dois eléctrodos, normalmente feitos de óxido de lítio-cobalto e grafite. Quando a pilha é carregada, os iões de lítio são conduzidos do eléctrodo de óxido de lítio-cobalto para o eléctrodo de grafite. Quando a bateria é descarregada, os iões movem-se na direcção oposta, gerando corrente eléctrica. As pilhas de lítio são conhecidas pela sua elevada densidade energética e longa duração, mas podem ser mais caras e apresentam um maior risco de sobreaquecimento ou incêndio.
A pilha de mercúrio, que era habitualmente utilizada nos primeiros dispositivos electrónicos, como aparelhos auditivos e câmaras, funciona através de uma reacção entre o óxido de mercúrio e o zinco para gerar uma corrente eléctrica. No entanto, as pilhas de mercúrio já não são utilizadas devido à sua natureza tóxica e aos riscos ambientais associados à sua eliminação.
Um problema com todas as pilhas recarregáveis é que acabam por perder a capacidade de manter a carga ao longo do tempo. Isto deve-se a uma série de factores, incluindo a degradação dos materiais dos eléctrodos e a acumulação de reacções químicas indesejadas no interior da pilha. Além disso, tentar reutilizar uma pilha que tenha sido totalmente descarregada pode levar a uma maior degradação e a uma capacidade reduzida.
Finalmente, a principal diferença entre as pilhas Ni-Cd e Ni-MH (níquel-hidreto metálico) reside na composição dos materiais dos eléctrodos. As pilhas Ni-MH utilizam uma liga que absorve o hidrogénio em vez do cádmio, o que reduz o seu impacto ambiental e aumenta a sua densidade energética. No entanto, as baterias de Ni-Cd continuam a ser preferidas em determinadas aplicações devido à sua durabilidade e fiabilidade.
A pergunta não está directamente relacionada com o título do artigo, mas para lhe responder, Li-ion significa iões de lítio, que é um tipo de bateria recarregável que é normalmente utilizada em dispositivos electrónicos portáteis. Ao contrário das baterias de níquel-cádmio, as baterias de iões de lítio utilizam iões de lítio para armazenar e libertar energia eléctrica. São conhecidas pela sua elevada densidade energética, longa vida útil e baixa taxa de auto-descarga.
Uma pilha alcalina é normalmente utilizada para dispositivos de baixa drenagem, como controlos remotos, relógios e lanternas. No entanto, alguns dispositivos de alta drenagem, como as câmaras digitais, também podem utilizar pilhas alcalinas.
Uma pilha de lítio e dióxido de manganês é normalmente fabricada colocando um ânodo de lítio metálico e um cátodo de dióxido de manganês numa solução electrolítica não aquosa contendo sais de lítio. Os dois eléctrodos são separados por um separador que permite o fluxo de iões de lítio entre eles, mas impede a mistura dos eléctrodos. A solução electrolítica é normalmente uma mistura de solventes orgânicos, como o carbonato de etileno e o carbonato de dimetilo, com sais de lítio, como o hexafluorofosfato de lítio ou o perclorato de lítio. A bateria é então selada num invólucro e ligada a dispositivos externos através de um terminal positivo e um negativo.