已知电池充放电曲线，如何知道电池电压和电量之间的关系

电池电压和电量之间的关系无法从充放电曲线上准确看出，因为不同的放电电流对应着不同的曲线。大电流放电时，即使容量充足，端电压会迅速下降。
对于普通干电池来说，以额定电流正常放电时，端电压也会随着放电时间增加而不断下降，曲线呈平缓的下降趋势，拐点并不明显。
对于充满电的蓄电池来说，以额定电流正常放电时，首先端电压会迅速下降到标称值，然后会长时间保持稳定，以后随着放电时间增加的下降率很小，因而总的放电曲线较为平坦，只有当容量将尽时，端电压才会迅速下降，此时曲线会有一明显拐点。

电池的工作特性包括:静电动势、内阻、充电特性和放电特性。

1静电动势的定义:电池静止时，正负极板之间的电位差称为静电动势，用E0(Ej)表示。测量方法:
用直流电压表或万用表的直流电压档直接测得；测出电解液密度，然后用经验公式求得。E0=085+ρ25℃E0:蓄电池的静止电动势;ρ25℃：25℃时的电解液相对密度在实际使用中，蓄电池电解的温度受环境温度的影响，不可能总保持在25℃，这样就必须将任意温度时的相对密度换算成25℃时的相对密度。换算公式如下：ρ25℃=ρt+β(t—25)ρt：电解液任意温度下的实测相对密度；β：相对密度温度系数，β=000075;t：实测相对密度时的电解液温度。

2内阻铅酸电池的内阻包括电解液电阻、极板电阻、隔膜电阻和连接电阻。极板电阻:正常使用条件下，极板电阻很小，只有极板硫化后，极板电阻才会明显增大；电解质电阻:电解质的电阻与电解质的温度和密度有关。随着密度的增加和温度的降低，电解液的粘度增加，渗透率降低，电阻增加。隔板的阻力:隔板的阻力主要取决于隔板的材料、厚度和孔隙率；条形阻力:采用穿墙结构后，阻力可以忽略。
3电池充电特性的定义:恒流充电时电池的电压V、电动势E和电解液密度随时间变化的规律。电池的充电过程可分为以下四个阶段:(1)快速上升阶段:充电开始时，极板孔表层首先形成硫酸，来不及铺开，导致孔内电解液密度增加。在这个阶段，电池的端电压和电动势迅速增加；(2)稳定上升阶段:当孔隙中产生硫酸的速度与硫酸铺开的速度相同时，蓄电池的端电压和电动势随着整个容器中电解液密度的增加而缓慢增加。(3)急剧上升阶段:当端电压上升到23~24V时，电极板上可能参与变化的活性物质大部分被回收为二氧化铅和铅。如果继续充电，电解液中的水会被电解成 H2 和O2，以气泡的形式释放出来，形成“沸腾”。但是氢离子和电子在负极板的结合不是瞬间的，所以大量的氢离子在负极板聚集，导致电解液和极板之间产生额外的电位差，从而端电压上升到27V(4)急剧下降阶段:端电压上升到27v后应停止充电，如果继续充电，称为过充。过度充电会产生大量气泡从极板孔隙中冲出，导致活性物质脱落，电池容量下降。停止充电后，电源电压消失，负极板周围积聚的氢离子形成氢气逸出，孔隙中的硫酸向外扩散，电解液混合均匀，端电压迅速下降至稳定值。充电结束:充电结束的标志是:电解液沸腾；电解液密度升至最大值，2~3小时内不再上升；单体电池端电压上升至最大值，2~3小时内不再上升。

4电池的放电特性电池的放电特性是指在恒流放电过程中，电池的电压、电动势和电解液密度随时间变化的规律。ρ电池的整个放电过程可以分为以下四个阶段:(1)放电阶段开始时，电极板孔内发生化学反应，先消耗掉电极板孔内的硫酸，但这个范围内的硫酸非常有限，此时周边的硫酸没有时间向内补充，所以电极板孔内的电解液密度迅速下降(电动势迅速下降)，端电压迅速下降。

(2)在相对稳定阶段，孔内外电解液的密度差随着极板孔内电解液密度的减小而增大。在密度差的作用下，硫酸向孔隙中的扩散速度也加快，从而可以维持放电电压和放电电流。当孔外补充的硫酸基本等于孔内消耗的硫酸时，极板孔内外的密度差将基本保持不变。此时，孔内电解液的密度会随着孔外电解液的密度而降低，端电压会按照近似直线规律缓慢降低。

(3)以下三个原因导致端电压快速下降。(1)放电接近尾声时，孔外电解液密度已大幅度降低，硫酸补充到孔外孔内的速度减慢，离子扩散速度减慢；②随着放电时间的延长，极板表面硫酸铅的量增加，使孔隙变小，使极板活性物质与电解液分离；③硫酸铅本身导电性差。放电时间越长，硫酸铅越多，内阻越大。通常，端电压急剧下降的临界点(端电压约为117V)称为放电结束。如果此时继续放电，端电压将很快降至0，因此必须停止放电。

(4)在电压上升阶段停止放电后，由于放电电流为0，内阻上的压降为0；并且由于硫酸有足够的时间渗透到极板的孔隙中，使电解液混合均匀，此时端电压上升到与电解液密度相对应的电动势值。电池放电后，停止放电后端电压再次升高，这是表面现象。充电前，如果再次接通电路继续放电，电压会再次急剧下降到零。

(5)放电结束特征为:单体电池电压降至放电结束电压(20小时放电速率下为175伏)；电解液的相对密度下降到最小允许值，约为111。 @2019

测量电池充放电会涉及多方面，重点是在于能不能实时记录电池的充放电波形，这里要用到的是仪器的录波功能。市面上准确测量电参数的一般是电能质量分析仪、功率分析仪等仪器，但是电能质量分析仪没办法进行录波，功率分析仪能录波，所以选用功率分析仪对电池充放电测量比较合适。国内致远，电子PA系列功率分析仪能进行长时间录波，在电池充放电这块应用较多，可以参考下。

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