1900年初，爱迪生开始着手研制蓄电池。
许多资料证明，爱迪生在1900年“除了蓄电池之外，他的眼睛什么也看不见”。他这时的敬业精神，同事中没有谁比得上他：累了不管什么地方躺下就睡；醒了，不管是白天或黑夜，立即开始工作。
爱迪生后来曾这样说：“留声机的发明，可以借精巧显微镜的帮助，用我们的眼睛和耳朵去研究。可是，蓄电池却看不见，也听不到，只有用我们的心去观察，所以困难就在这里。现在，市面上的蓄电池，还有许多严重的缺点。原先认为可以用铅和硫酸来做蓄电池，这种想法根本就是错误的。”
爱迪生下了这样的判断，可是这也使他的发明更加困难。因为如此，他不得不抛弃过去的所有理论和经验，独立去开拓前人未踏过的境地。爱迪生很早以前就研究过铅蓄电池，而且总觉得铅蓄电池不完善。
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，但他为了完成新任务，毅然增加了实验室里的专家编制。
当时的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。
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做负极。选择做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、镁做了实验，未能得到满意的结果。最后用氧化物的镍即氧化高镍来实验，证明最合适，于是制造出由氢氧化钾溶液做电解质的铁镍蓄电池。这种蓄电池简称叫镍铁。
为进行大规模实验，爱迪生曾制造了大量各种各样的铁镍蓄电池。但实验表明，这种蓄电池的电量很小，只是偶尔才能达到每小时0.3安培。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，当炼出了供实验用的优质加拿大镍后，蓄电池的蓄电量就增加了两倍多，蓄电量达到每小时一安培。
鉴于用于电极的金属的纯度具有巨大意义，爱迪生就在西奥兰治建筑了提炼铁和镍的小工厂。工厂附设了实验室，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。电动车经受了各种实验，详细记录了与该车行驶和蓄电池作用有关的情况。实验室里安装了实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。
实验取得了成功。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”和拥有四百五十多名工人的碱性蓄电池工厂。
爱迪生开始为新蓄电池做广告宣传，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做的报告，一英镑重的爱迪生蓄电池，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比碱性蓄电池或铅蓄电池几乎轻三分之二。在蓄电技术上，这当然是一个很大的进步。
爱迪生经过十年的努力，终于完成了“E型”蓄电池，得到了社会的好评。订货单很快地如雪片般飞来，工厂立刻就忙碌了起来。
爱迪生制造了许多设备用来更广泛地实验碱性蓄电池。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390公里。该车不用重新充电，曾行驶80公里至96公里。在390公里这段距离里，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。
爱迪生的蓄电池很快便投产了，而且销路不错，人们迅速地购买了装有真正的蓄电池的电车。
不久，人们发现了这种蓄电池存在严重问题：有时在车辆行驶中，电池中的化学液体会流出来，许多电池出现了电力衰减状况，以至于一些司机竟担心他们的车使用这种电池后是否还能开动。
这时爱迪生得知工作还没完成，于是立刻下令把工厂关闭停产，停止制造电池，把钱还给所有购买他们电池的人，而他自己重新开始了一个新的长期的实验。各地的用户买不到货，问商店，商店也莫名其妙。有些人便直接写信问爱迪生，爱迪生则认真地写了回信，向他们说明情况并道了歉。
爱迪生再次投入紧张的工作，寻找电池漏电的根源。到1905年夏天，实验记录簿上的新数字已经是一万多次。
这时，爱迪生所要搜寻的材料之一是铅。当爱迪生听说有位地质学家在北卡罗纳的夏洛特发现了铅以后，他决定亲自去看一看。于是，他带着儿子查尔斯和另外三位助手，分乘两辆蒸汽车从西奥兰治出发直奔夏洛特。夏洛特没有旅店，他们自己搭起了帐篷，这个情景与30年前爱迪生观看日食的旅行很相似。
在电池推向市场之前，爱迪生解决了许多极其复杂的问题，其中最困难的是镍片的制作，这种镍片只有两万五千分之一英寸厚。在爱迪生看来，薄度是电池成功的关键，制造出适用的薄片是一种技术上的成功。
在爱迪生投入研究电池的第十年，他终于制成一种相当理想的镍铁碱电池。到1910年，就投入大规模生产。这种蓄电池的优异质量出乎他和助手们的意料。
这种新型电池用途非常广。用薄镍片制成的蓄电池充一次电可使汽车走160公里，而一般铅蓄电池只能供汽车走80公里。而且，这种电池也不会因过量充电或连续放置不用而损坏，寿命相当于铅电池的好几倍。因此，在一段时间里，电车险些给汽车造成了危机。镍铁电池其实最适合于潜艇使用，这是爱迪生在实验之前未曾预料到的。
爱迪生式蓄电池也适合于无线电广播收音之用。蓄电池还可用于火车和轮船，作为远离发电厂的电力，例如远离城镇的农场。蓄电池的用途的确很大，直到今天，人们还在使用这种蓄电池。
由于爱迪生的蓄电池能耐震，起初一直被用在车辆上，后来由于潜水艇的发达，它的价值更提高了。
潜水艇潜入水底后，是用钢铁制的大桶供给氧气，原来的蓄电池会发生有毒的气体，想要排除是不可能的。自从爱迪生用铁和镍做成没有毒气的蓄电池出现后，潜水艇几乎都采用这种蓄电池。
这种潜水艇用的蓄电池，到底能用多久呢？
爱迪生很有把握地向海军当局断言：“好好保养并常常给水的话，经过四年以后，它的性能还是不变的。”
“哦，可以用四年？”海军当局很惊奇地问了一句。
爱迪生很从容地回答：“是的，四年，或许八年，可能比潜水艇用得久哩！”
A型蓄电池在1909年后开始出售。其后五年，爱迪生开始专心从事自己发明品的改良与完成，并进行其它有关的新发明。