Ni-Cd (니켈 카드뮴 또는 니카드 전지)

 대형의 Ni-Cd 전지는 2차 대전 중에 유럽에서 개발되었고 소형의 Ni-Cd 전지는 역시 유럽에서 '60년대에 사용화 되었습니다. 대형 Ni-Cd 전지는 철도, 차량용, 비행기 엔진 시동용 등을 비롯하여 고 출력이 요구되는 다양한 산업 및 군사 용도로 널리 이용되고 있습니다. 방전 시에 일어나는 가스 발생을 제어하는 기술이 개발되어 밀폐식으로 만들어 진 것이 바로 소형 Ni-Cd 전지입니다. 이는 전동공구 및 휴대형 가전 제품의 전원으로 이용되어 왔습니다만 최근에는 최근 니켈수소 및 리튬이온과 같은 고성능 이차전지의 개발로 인하여 이용률이 줄어들고 있습니다. Ni-Cd 전지의 전압은 1.2 volt입니다.

 Ni-Cd가 가진 가장 큰 단점은 바로 memory effect가 존재한다는 것입니다. 이 현상은 배터리를 완전히 방전시키지 않은 상태에서 충전을 하게되면 일어나는 현상입니다. Cd의 결정 구조 때문에 일어나는 현상으로 memory effect가 생기면 결과적으로 배터리의 충전 가능 용량이 줄어듭니다. 이 현상이 심해지면 초기의 용량의 70%만을 사용할 수 있게 됩니다. Ni-Cd 전지를 강제 방전함으로써 memory effect가 일어난 Cd의 결정구조를 제거할 수 있습니다.
 에너지 밀도는 1 리터 당 90입니다.

Ni-MH (니켈수소)

 중금속인 카드뮴이 일으키는 환경문제와 memory effect, 에너지 밀도가 낮은 Ni-Cd를 대체하기 위해서 만들어진 것이 바로 Ni-MH입니다. '70년대에 "수소 저장 합금 (Hydrogen Storage Alloy)"이 개발되었습니다. 수소저장 합금이란 압력과 온도에 따라 수소를 흡수했다가 방출했다가 하는 금속 합금입니다. 수소 저장 합금은 액체 수소보다 많은 양의 수소를 저장할 수 있는데 Ni-Cd 전지에서 음극인 Cd를 수소 저장 합금으로 대체하여 Ni-Cd의 문제를 해결한 것이 바로 Ni-MH 전지입니다. 전압도 Ni-Cd 와 동일한 1.2 볼트로서 기존 전지와 전기적으로 호환성이 있다는 장점이 있습니다. '90년대 초에 들어서야 상용화 된 전지입니다. NiMH가 Ni-Cd 에 비하여 떨어지는 것은, 가격이 비싸고 출력이 떨어진다는 점입니다. 그래서 전동 공구 같은 제품들은 아직도 Ni-Cd를 사용하고 있는 형편입니다. 에너지 밀도는 1리터 당 200입니다.

Li-ion (리튬이온)

 1990년대에 새로 등장하였으며, 높은 에너지 저장 밀도와 저중량 특성을 가진 제품으로 기존 이차전지를 대치하고 있습니다. 가장 큰 문제로는 전지 자체가 매우 불안하다 것을 들 수 있습니다. 보호회로 없이 사용할 경우에는 폭발의 위험성이 매우 높습니다. 성능과 안전성 개선을 위한 노력이 폭넓게 전개되고 있으며, 현재 노트북과 휴대폰 시장에서 절대적인 사용량을 가지고 있습니다. Li-ion 전지는 Ni-Cd, Ni-MH 전지와는 조금 다른 성격을 가지고 있습니다. 전압이 3.6 볼트로서 기존 2차 전지의 3 배입니다. 수용액을 전해질로 사용하게 되면 1.35 볼트에서 분해가 일어나므로 4 볼트이상에서 안정한 유기 용매를 전해질로 사용합니다. 에너지 밀도는 1리터 당 300입니다.