说明：本文华算科技主要介绍恒流充放电曲线的坐标构成和电压来源，平台、斜坡与直线三类形状对应的储能过程，以及极化、倍率与老化对曲线形状的改写。
充放电曲线记录什么？
恒流充放电测试给电池施加固定大小的电流，记录端电压随时间的变化。电流恒定时，通过的电荷量等于电流乘以时间，横轴常换算成比容量（mAh/g）或容量（Ah），纵轴为电压，一次完整测试给出充电、放电两条支线。
两条支线的位置有固定规律：充电支在上、放电支在下，中间隔开一段电压差。曲线整体的高度由正负极材料的电化学势差设定，反应自由能变ΔG与电压满足E=−ΔG/nF。材料每嵌入或脱出一部分离子，ΔG变化一次，电压随之移动一步。
磷酸铁锂正极的两条支线在3.3-3.5 V之间各自维持一段近水平的区间，充电支略高、放电支略低，末端电压快速翘起或跌落。近水平的区段称为平台，倾斜的区段称为斜坡。两类区段的占比构成一条曲线最基本的形状特征。
曲线的端点和面积各有含义：放电支延伸到截止电压处的横坐标是放电容量，充放电容量之比给出库仑效率。电压对容量的积分对应能量，平台中点附近的电压则记作中值电压。
同一套坐标读法放到不同体系上，得到的形状差别极大：磷酸铁锂正极给出长平台，三元层状正极给出连续斜坡，双电层电容器给出接近直线的两条支线。形状差别的来源在材料内部：离子嵌入时材料经历哪种相行为，决定电压沿哪种轨迹移动。
电压形状与热力学量之间存在直接换算：电极电位跟随嵌入离子的化学势μ(x)变化，μ(x)在一段组成区间内维持恒定，曲线出现水平平台；μ(x)随组成连续升降，曲线呈现斜坡。恒定与连续两种化学势行为，分别来自两类不同的相变化。
电压平台为什么出现？
平台对应两相共存。嵌锂量增加时，材料分成贫锂相和富锂相两个成分固定的相，反应只改变两相比例；按照相律，温度和压力固定后两相平衡的二元体系没有剩余自由度，锂的化学势维持单一数值，电压保持恒定。
磷酸铁锂是标准例子：充放电的大部分区间处于LiFePO4与FePO4两相共存态，对锂电位停在3.45 V附近，平台跨过约九成容量；组成接近两端时体系转入单相固溶区，化学势重新随组成变化，曲线两端出现短斜坡。
开路电压把极化的干扰剔除后，平台的热力学属性更突出：静置后测得的OCV-SOC曲线在宽SOC区间内只变化几十毫伏。荷电状态估计在平台段因而困难，电池管理系统要改用安时积分或阻抗信息补充定位。
反应分多步完成时，每一步都有自己的两相平衡和平台电位。硫正极放电从S8出发，长链多硫化物Li2S8、Li2S6、Li2S4在2.3-2.4 V的高平台区生成并溶入电解液；链条缩短到Li2S2与Li2S的固相沉积阶段，电压移到2.1 V附近的低平台。两个平台之间由一段快速下降的拐点衔接。
石墨负极的多平台来自另一种机制：锂在石墨层间按“阶”填充，四阶、三阶、二阶到一阶结构依次出现，每次阶间转换都是一对两相平衡，电位曲线在0.2 V以下形成一串小平台。合金负极的锂硅相变、转换型氧化物的逐步还原，也按同样规律各留一段平台。
平台的数量和位置由此成为识别材料的特征：每段平台的电位对应该步反应的自由能变，平台在横轴上的跨度对应该步贡献的容量，拐点对应物种切换的组成点。同一材料的平台电位发生系统移动时，晶体结构或反应路径通常已经改变。
斜坡和直线形状
固溶体型材料给出的形状是连续斜坡。锂在层状NCM、NCA晶格中以单相固溶方式嵌入和脱出，占位分布连续变化。化学势随组成一路移动，放电曲线从4.1 V附近开始持续下滑，全程没有水平段。
斜坡形状对使用端有直接后果：电压随放电深度连续下降，设备能按电压估算剩余电量，这一点与平台占九成的磷酸铁锂相反；能量计算也要沿曲线积分，中值电压只是近似。
平台与斜坡之间存在连续过渡。纳米化提高颗粒表面占比，表面位点的能量分布展宽，原本尖锐的两相平台随之倾斜；无定形材料没有长程有序，嵌入位点能量天然连续分布，非晶硅的充放电曲线因而呈现宽缓斜坡。晶态硅在首次嵌锂时给出低电位长平台，与之形成对照。
双电层电容器内部没有电荷转移反应，电荷只在电极表面静电吸附，储存电荷量与电压成正比，C=Q/V为常数；恒流充放电时dV/dt恒定，电压-时间曲线成为两段直线拼出的对称三角形。换成容量横轴后仍是一条直线。
赝电容介于双电层与电池型之间：表面氧化还原反应快速可逆、活性位点能量分布宽，电压响应接近线性又略带弯曲，三角形的顶角变圆；电池型电极则在恒流曲线上留平台、在伏安图上留分开的氧化还原峰，三类原型按线形即可区分。
混合器件的曲线介于原型之间：电池型电极与电容型电极组成的锂离子电容器，恒流曲线一半弯曲一半近直线；氧化物/碳复合电极也常给出斜坡叠加小平台的混合形状。两种贡献的比例决定曲线偏向哪一端。
按线形归类后，量纲约定也随类型切换：电容型器件报告法拉级电容C=Q/ΔV，电池型材料报告mAh/g比容量。把带长平台的电池材料硬算成电容数值，结果会随电压窗口大幅漂移，两套指标各自只在对应线形内成立。
极化如何影响实测曲线的形状？
实测电压等于热力学电位加减极化项。欧姆内阻在电流接通瞬间贡献一段垂直的IR跳变，电荷转移过电位抬高充电支、压低放电支，浓差极化在大电流和平台末端持续放大，充放电两支之间的间隙由三者叠加构成。
倍率提高时三项极化同步增长，平台整体下移并且越来越斜，截止电压提前到达，读出的容量随之下降；大电流下电池内部温升又部分抵消极化，平台段的电压变化量和容量变化量都成为倍率的函数。
充放电支的间隙在电流减小后不会完全消失：转换型与合金型材料的反应路径在两个方向上不对称，留下本征的电压滞后，硅负极的滞后约0.2-0.3 V，转换型氧化物普遍超过0.5 V；两相成核势垒也让磷酸铁锂在极小电流下仍保留几十毫伏的间隙。
把容量对电压微分得到dQ/dV曲线：平台段电压几乎不变、容量持续累积，微分后变成尖峰，峰位即平台电位；斜坡段只给出低而宽的包络。磷酸铁锂-石墨电池在C/20下的电压曲线接近一条平台，微分后的dQ/dV曲线却分解出三组尖峰，每组峰对应一步嵌锂相变。
老化诊断沿同一坐标展开：活性物质损失让平台变短、对应的dQ/dV峰面积缩小；锂库存损失让部分峰错位或消失；阻抗增长让充放电峰间距加宽、两条支线上下分离。两只容量相同的电池，dQ/dV峰形不同，对应的衰减机制也不同。
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