放電曲線是 NiMH 數據表中資訊量最大、也最常被誤讀的一張圖。它繪製電池放空過程中電芯電壓與已輸出容量的關係，形狀會隨電流、溫度和使用年限而變化。能正確讀懂這些曲線的工程師，會選到更好的電芯、設定更合理的截止點，避免因比較不同測試條件下標稱的 mAh 數值而帶來的續航意外。本文解釋 NiMH 放電曲線由什麼構成、負載電流如何重塑它，以及如何在產品設計中運用這些知識。

NiMH 放電曲線的構造

一顆剛充飽的 NiMH 電芯在負載下從 1.35–1.40V 附近開始，並經過三個可辨識的區域：

• 初始跌落與恢復 — 剛加負載時，隨著內部電化學極化建立，電壓會短暫下降，然後在幾秒內穩定下來。
• 平坦高原 — 在容量範圍的大部分時間，電壓維持在 1.2V 附近。這種標誌性的平坦來自兩個電極上的雙相固態反應，只要每個反應兩側仍有活性材料，其電位就幾乎保持恆定。
• 膝點與滑落 — 一旦活性材料耗盡，電壓向下彎曲並迅速跌向標準的每電芯 1.0V 終止電壓。在此點之後繼續放電幾乎得不到能量，還會損傷電芯。

寬闊平坦的高原正是 NiMH 供電如此可預測的原因：穩壓器在 80–90% 的續航時間裡看到的是幾乎恆定的供電。

C 倍率：放電電流的語言

放電電流以 C 倍率表示，並按電芯標稱容量標準化。參考電流 Iₜ 等於標稱安時數除以一小時，因此一顆 2,000mAh 電芯的 Iₜ = 2,000mA：

• 0.2C（這顆電芯為 400mA）是溫和的五小時放電 — 接近數據表容量通常標稱的條件。
• 1C 約一小時放空電芯。
• 3C–10C 是工具、電機和脈衝負載的高消耗領域。

電流如何重塑曲線

提高 C 倍率會同時發生兩件事。整個高原向下位移，因為流過電芯內阻 Rᵢ 的電流會產生 I × Rᵢ 的瞬時壓降 — 表現為更大的初始跌落和更低的運行電壓。膝點也會提前到來：在高電流下，電壓達到截止點前能提取的理論容量更少，因此輸出的 mAh 下降。

一顆在 0.2C 下輸出滿額 2,000mAh 的電芯，在 1C 下可能只輸出 1,900，在 3C 下只有 1,700。兩家供應商標稱「2,000mAh」電芯，除非額定電流和截止電壓完全相同，否則無法比較 — 務必詢問容量是在哪個 C 倍率下測得的。

皮克特效應：為何容量取決於電流

高電流下可用容量的損失遵循皮克特關係，它描述電池的有效容量如何隨放電電流上升而縮減。皮克特指數 k 量化了這一效應：k 越接近 1，容量越不受電流影響。NiMH 在此表現良好，k 通常在 1.05–1.15 左右 — 遠優於鉛酸電池（約 1.3–1.6），接近理想值。實務上這意味著 NiMH 在重負載下異常良好地保持容量，這也是儘管鋰電能量密度更高，它在電動工具中仍具競爭力的原因之一。

溫度同樣會重塑曲線

寒冷時離子在電解液中的遷移率減慢，內阻會急劇上升。在 −20°C 時高原下垂，即使電流不大膝點也會提前，因此寬溫域和高倍率 NiMH 等級採用改性電解液和薄而高表面積的電極。溫暖會降低內阻、抬升曲線，但持續高溫會加速老化 — 應為適中的工作溫度而設計，而不是靠熱量掩蓋尺寸不足的電芯。

為產品設計解讀曲線

• 按最壞情況電流選型 — 用最高持續 C 倍率和最低工作溫度下的曲線來選容量，而不是 0.2C 額定值。
• 規劃穩壓器餘量 — 必須工作到每電芯 1.0V 的電機或 DC-DC 輸入，會比在 1.15V 截止的輸入提取多得多的容量；設定低壓閾值時要考慮脈衝電流下的驟降。
• 區分脈衝與連續 — NiMH 很能承受短暫的高電流脈衝；脈衝序列的曲線位於相同電流連續保持的曲線之上。
• 用同一測試比較供應商 — 要求提供相同電流、溫度和 1.0V 截止下的曲線；一致的測試條件勝過行銷 mAh 數字。
• 留意曲線隨年限的演變 — 隨著電芯循環，上升的內阻會降低並縮短曲線；在台架上測試老化樣品可預測真實的壽命終點續航。

Weijiang Power：曲線保持形狀的電芯

Weijiang Power 在受控充放電通道上為每顆 NiMH 電芯分級，並按您應用實際使用的電流和溫度提供放電曲線 — 從消費級 0.2C 等級到採用優化電極、低內阻的高倍率 5C–10C 電芯。嚴格分級意味著同一電池包內的電芯在整個使用壽命內遵循相互匹配的曲線。把您的負載曲線、截止電壓和工作溫度告訴我們，我們的工程團隊會推薦能實現產品所承諾續航的等級。