碱性电池的端电压，在充电开始后便迅速上升，这是因为充电过程中，活性物质和硫酸的化学作用，是在极板的微小孔隙中进行的。开始接通充电电流时，极板孔隙表层迅速生成硫酸，使孔隙中电解液的相对密度增大，因此端电压迅速上升。端电压上升到2.1V以后，孔隙内硫酸向外扩散，当继续充电至孔隙内硫酸所产生的速度和向外扩散的速度达到乎衡寸，碱性电池的端电压就不再迅速上升，而是随着整个容器内电解液相对密度的上升而相应增高。
充电接近终止，碱性电池端电压达到2.3~2.4V时，极板上可能参加变化的活性物质差不多全部恢复为二氧化铅和纯铅，如果继续通电，便会使电解液中的水开始分解，产生氢气印氧气，以气泡的形式剧烈放出，形成所谓“沸腾”状态。由于产生的氢气是以离子状态H集结在溶液中的负极板处，来不及立即全部变为气泡而泄出，便使溶液和极板之间产生了附加电位差，约0.33V，因而使碱性电池的端电压高达2.7V左右。