首先应当不用硫酸，以消除硫酸对金属的腐蚀作用。虽然爱迪生认为自己基本上已是化学专家，有许多这方面的知识和经验，但在这方面他为了完成新任务，却毅然增加了试验室里的专家编制。当时电工技术工作，是由阿·肯内利同助手和实验员们致力研究的。爱迪生便吸收约翰·艾尔斯沃思来深入研究化学技术问题，有十几名化学专家归约翰·艾尔斯沃思管理。爱迪生给这一研究工作拨了巨款。应当指出的是，当时对于在伽伐尼电池和蓄电池中所发生的现象和反应概念知道得很有限，这就需要进行多次试验来弄清楚以前不知道的效应。在那些年里研究减轻蓄电池重量的还有瑞典工程师杨格尔。他于1901年制造了碱性蓄电池，但试验结果证明，这种蓄电池也不适用。改进这种蓄电池，并使之达到实地运用的是爱迪生。
爱迪生详细研究了碱性溶液这种电解物，结果证明含有杂质的碎铁最适合于作负极。选择作正极的材料更加复杂，必须一点一滴地摸索着进行。正极是用细孔中充满各种物质的炭精棒制成的，用铜、钴、镉、镁作了试验，未能得到满意的结果。最后用氧化物的镍即氧化高镍来试验，证明最合适，于是制造出由氢氧化钾溶液作电解质的铁镍蓄电池。这种蓄电池简称叫“N i Fe”（镍铁）。为进行大规模试验，曾制造了大量各种式样的铁镍蓄电池。但试验表明，这种蓄电池的电量很小；只是偶尔才能达到0. 3安培/小时。需要继续改进和加强蓄电池主要特性的研究。所用材料的纯度影响着蓄电池的蓄电量，当炼出了供试验用的优质加拿大镍后，蓄电池的蓄电量就增加了两倍多，蓄电量达到1安培/小时。鉴于用于电极的金属的纯度具有巨大意义，爱迪生就在西奥伦治建筑了提炼铁和镍的小工厂。工厂附设了试验室，研究这些在化学成分上很纯的金属的性质和作用，当时这还是一个未经充分研究的领域。
1903年前，爱迪生在制造碱性铁镍蓄电池过程中，获得了巨大成就，所以，可以开始实际试用碱性铁镍蓄电池了。碱性蓄电池组安装在用链条带动轮轴的电动机的电动车上。电动车经受了各种试验，详细记录了与该车行驶和蓄电池作用有关的情况。实验室里安装了试验蓄电池的专门装置，这种装置能模仿蓄电池在使用时可能受到的那种颠簸。试验取得了成功。爱迪生决定把这一发明转入工业生产，建立了“爱迪生蓄电池公司”和拥有450多名工人的碱性蓄电池工厂。爱迪生开始为新蓄电池作广告宣传，并在同报社记者的谈话中，说出了关于进一步发展这一事业的想法。报纸报道了爱迪生在电工技术方面所进行的新变革：好像电的新阶段即“蓄积电能”的阶段已经到来，电能已能方便地满足水陆运输、陆海军技术装备、农业、日常生活等方面的需要。根据阿·肯内利在美国电气工程师学会上所作的报告，一英镑重的爱迪生蓄电池，就具有1千瓦特/小时的电能，也就是说比当时的铅蓄电池多出1. 3倍的电能。发出一马力电能的蓄电池的重量是53. 3英镑，也就是说碱性蓄电池比铅蓄电池几乎轻2/3。每一个蓄电池的平均电动势为1. 25伏特。在蓄电技术上，这当然是一个很大的进步。
爱迪生制造了许多设备用来更广泛地试验碱性蓄电池。在1903年，制造了又大又重的橡皮轮胎的蓄电池车，这辆蓄电池车后来在波士顿试行了245英里。该车不用重新充电，曾行驶50～60英里。在245英里这段距离里，曾在六个地方进行了重新充电，充电费用7. 5美元。行驶完这段距离后，所有的蓄电池都处于良好的状态之中。
1904年，为参加圣路易斯城举办的世界博览会，建筑了30艘装有爱迪生蓄电池的游艇。这些游艇沿湖游玩，展示了蓄电池电力牵引的良好性能。
爱迪生深入研究了电动车用的标准型碱性蓄电池，它的电动势是1. 33伏特，可蓄电能210瓦特/小时，蓄电池重1英镑可发电能11. 8瓦特/小时。碱性蓄电池样品送交到包括约·阿·弗莱明、霍斯皮塔利耶和彼·然在内的欧洲专家那里进行试验。试验结果证明性能良好。乌·希伯德在英国试验了爱迪生的碱性蓄电池，并在1903年11月向电气工程师学会报告了所得到的结果。他乘坐装有38个爱迪生蓄电池的电动车走了500英里，所有的蓄电池一路上都没有发生故障。
七
但是，用户们很快发现碱性蓄电池的某些缺点而开始要求退换。蓄电池容器易漏，蓄电池性能不是那么稳定，蓄电池的正（镍）极的接触点不牢固。因此，必须重新研究改进蓄电池工艺，研究改进那些使蓄电池产生缺点的材料。虽然暂时停止生产蓄电池难免要受到很大损失，但也绝不能把蓄电池投放市场。爱迪生对自己的原则信守不渝，停止生产蓄电池，甚至按售价收回所有有毛病的蓄电池。应当指出，当时即使是有毛病的蓄电池，也比铅蓄电池适用和经济。爱迪生懂得这一点，并深信，经过改进蓄电池结构之后，对蓄电池的需求量会大大增长。
对蓄电池的研究工作由几个小组分工进行：一个小组研究改进蓄电池容器的焊接；另一个小组研究电极用铁的精炼；爱迪生本人参加的第三小组，研究镍和镍的添加剂。爱迪生在1905年以前已进行了一万多次试验，并弄清了许多东西。但疾病使他在一段时间里放下了工作。
爱迪生在1905年—1908年期间获得了许多与改进碱性蓄电池有关的专利特许证。但总的来说，这一时期在发展蓄电池的生产上是不大顺利的。1907年六汽缸汽油发动机的英国罗尔斯—劳埃斯牌汽车经受住了行程一万英里的考验。在伏特罗德的福特工厂，制造出来了汽车用的“N”型四汽缸发动机。这种汽车的价格为六百美元，燃料消耗量为行程20英里一加仑（1公里合0. 14升）。
虽然汽油汽车已开始跃居第一位，而且用户对汽油汽车要比对电动车更感兴趣，但爱迪生没有停止对蓄电池的研究。他在改进着整个蓄电池的结构，使蓄电池制造过程的某些阶段机械化，改变电解成分，往氢氧化钾里添加少量氢氧化锂。爱迪生只是在1909年才作出结论说：新型碱性蓄电池彻底完成了。他在1910年建立了一座大工厂，这座大工厂第一年就卖出了100万美元的产品。“爱迪生蓄电池公司”的活动又恢复了，在1911年至1914年期间，有大量无烟无噪声的电瓶车和电动车投入使用。在西奥伦治行驶的是电瓶电车。
电动车在汽车运输中，终究还是没有达到爱迪生所期望的那种地位。冬天，碱性蓄电池工作就比较糟糕了，因为电解物质变得很稠，与汽油汽车比就相形见绌了。但碱性蓄电池非常适用于电站、列车的信号装置和照明等方面。
爱迪生尽力设法为碱性蓄电池寻找新的使用范围，采矿工业成了碱性蓄电池的最大用户。因为碱性蓄电池要比铅蓄电池轻，它可以作为采矿技师们和进行技术监督人员们的手提灯来用，特别重要的是可以用于采矿工作照明。爱迪生设计出了一个有低压电灯泡的固定在矿工帽子上的小照明灯。电灯是靠挂在腰带上的碱性蓄电池供电。这种灯使用起来方便，这就有可能放弃代维的带白热纱罩的明火灯，从而改进了矿井的照明，有助于减少工伤事故和提高劳动生产率。爱迪生设计可以戴在头上的矿灯，在地下开采区中已得到了广泛应用。
爱迪生在1911年制造了经过三次更改的新型碱性蓄电池（“A”型），并展示了他制造的蓄电池公共汽车。
在第一次世界大战期间，碱性蓄电池在各国被用于无线电装置、小型船舶和潜艇中的动力装备中。
爱迪生想到制造出高质量的碱性蓄电池，以电动车取代汽油发动机汽车的希望落空了。但最后几十年的研究工作表明，随着燃料成分（新型的电化学电源）的发展，机械化车辆的这种根本性的改变并不是不能够实现的。