在充电测试期间，排气式 NiCd 电池通常对通风提出最高要求。其气体排放因子为 1.0，典型析气电流在浮充期间为 15 mA/Ah，在均充期间为 50 mA/Ah。排气式铅酸电池的排放因子同样为 1.0，但析气电流较低，浮充时为 5 mA/Ah，均充时为 20 mA/Ah；而 VRLA 电池的排放因子较低，为 0.2，典型析气电流分别为 1 mA/Ah 和 8 mA/Ah。
通风设计必须基于最高可信充电工况，而不能仅依据额定运行或浮充工况。在可比条件下，排气式 NiCd 电池通常需要最大的气流量，排气式铅酸电池次之，VRLA 电池最低；但 VRLA 电池仍需要受控通风，因为过充、高温或故障可能释放氢气。
不同电池类型的差异
排气式铅酸电池
排气式铅酸电池的排放因子为 fg = 1.0，因为充电过程中产生的气体可以直接通过电池单元的排气孔逸出。
其典型析气电流为：
- 浮充：5 mA/Ah
- 均充：20 mA/Ah
因此，均充产生的析气电流约为浮充所列析气电流的四倍。如果允许采用该模式，实验室气流量必须按照均充或其他最不利测试工况进行设计。
VRLA 电池
VRLA 电池的排放因子较低，为 fg = 0.2，因为正常充电过程中产生的大部分氢气和氧气会在电池内部重新化合。
其典型析气电流为：
- 浮充：1 mA/Ah
- 均充：8 mA/Ah
较低的排放因子并不意味着 VRLA 电池完全不会产生气体。过大的充电电流、温度升高、电池老化或内部复合机制失效，都可能导致压力释放阀向实验室释放氢气和氧气。
排气式 NiCd 电池
排气式 NiCd 电池的排放因子为 fg = 1.0，与排气式铅酸电池相同，但其所列析气电流更高：
- 浮充：15 mA/Ah
- 均充：50 mA/Ah
在均充状态下，NiCd 电池的数值是排气式铅酸电池数值的 2.5 倍，在应用较低的 VRLA 排放因子之前，则超过 VRLA 数值的六倍。因此，在许多包含多种电池化学体系的实验室中，排气式 NiCd 电池是关键设计对象。
排放因子的含义
排放因子与析气电流
析气电流 Igas 表示与气体生成相关的充电电流部分，此处以每 Ah 电池容量对应的 mA 数表示。
气体排放因子 fg 用于表示预计有多少比例的生成气体会进入周围环境。排气式电池使用 fg = 1.0，而 VRLA 电池使用 fg = 0.2，因为内部复合会减少正常情况下向外部释放的气体量。
在通风计算中，适用的设计方法应一致地使用这两个参数。如果实验室的计算标准将气体源定义为与 fg × Igas × battery capacity 成正比，那么较低的 VRLA 排放因子会降低正常排放源的计算值；不能仅因为电池被称为密封电池，就省略该因子。
充电模式为何重要
充电模式可能显著改变气体源。根据上述数值，从浮充切换到均充时，析气电流增加如下：
- VRLA：从 1 增至 8 mA/Ah
- 排气式铅酸电池：从 5 增至 20 mA/Ah
- 排气式 NiCd 电池：从 15 增至 50 mA/Ah
因此，仅按照持续浮充设计的实验室，在容量测试、均衡充电、调试或其他均充程序期间可能出现通风不足。
这对通风设计的影响
按照氢气稀释要求确定气流量
通风的目标是将氢气浓度控制在其爆炸下限以下，即空气体积的约 4%，并采用规定的安全系数 5。
更高的气体生成速率需要更大的气流量来稀释氢气。实际上，设计源项会随着以下因素增加：
- 电池容量（Ah）
- 适用的析气电流
- 排放因子
- 同时运行的电池单元或电池数量
- 所选充电模式
- 允许的测试温度和充电限制
因此，通风计算必须反映完整的已安装测试群组，而不只是一个具有代表性的电池单元。
采用最高可信运行工况
对于包含多种电池的实验室，设计工况通常是以下条件的组合：
- 气体释放潜力最高的电池化学体系
- 连接容量最大的电池组
- 允许的最高析气电流
- 要求最高的同时测试条件
- 适用安全标准要求考虑的可信异常或故障相关充电条件
根据所提供的基准值，均充期间的排气式 NiCd 电池是正常运行中的主导工况。其 50 mA/Ah 的析气电流高于排气式铅酸电池和 VRLA 电池的相应数值。
将排气设置在氢气可能积聚的位置
氢气非常轻，容易在外壳或房间的最高点附近聚集。因此，通风系统应避免上部区域形成滞留区，并在氢气可能积聚的位置提供有效排气。
电池柜、测试腔体和循环测试外壳不应被视为气密密封箱体，除非其配备专用气体排放、压力释放和适当的监测设施。
使通风与测试系统控制协调运行
通风只是保护措施的一部分。电池测试系统还应控制充电电压、电流、温度和测试终止，因为过充会增加气体生成并损坏电池单元。
铅酸电池和 NiCd 电池需要不同的电压限制。例如，铅酸电池的析气通常在每个电池单元约 2.4 V 时开始，而 NiCd 电池约为每个电池单元 1.6–1.7 V，因此不能默认将针对一种化学体系配置的充电器安全地用于另一种体系。
实际比较
浮充期间的相对析气需求
根据所述析气电流值：
| 电池类型 | 排放因子，fg | 浮充析气电流 | 相对所列电流 |
|---|---|---|---|
| VRLA | 0.2 | 1 mA/Ah | 1× |
| 排气式铅酸电池 | 1.0 | 5 mA/Ah | 5× |
| 排气式 NiCd 电池 | 1.0 | 15 mA/Ah | 15× |
排气式 NiCd 电池的浮充析气电流最高。排气式铅酸电池居中，而 VRLA 电池的正常外部排放因子和所列析气电流最低。
均充期间的相对析气需求
| 电池类型 | 排放因子，fg | 均充析气电流 | 相对所列电流 |
|---|---|---|---|
| VRLA | 0.2 | 8 mA/Ah | 8× |
| 排气式铅酸电池 | 1.0 | 20 mA/Ah | 20× |
| 排气式 NiCd 电池 | 1.0 | 50 mA/Ah | 50× |
均充比较尤其重要，因为在高充电速率下，不同电池化学体系之间的差异会更加显著。在同一空间内测试排气式 NiCd 电池和 VRLA 电池的实验室，不应仅根据 VRLA 工况确定通风规模。
了解其中的权衡
VRLA 可降低正常通风需求，但不会免除安全责任
VRLA 的内部复合会降低预期的日常气体释放量，因此与排气式电池相比，计算所得气流量可能更低。然而，在过充、高温、电池故障或复合性能下降时，安全阀仍可能释放气体。
因此，VRLA 应被视为受控条件下的低排放电池，而不是不会产生危险气氛的电池。
增加气流量不能替代正确充电
增加气流量可以稀释氢气，但无法防止过充、热应力、电解液损失或电池故障。充电控制和通风必须协同设计。
控制不当的均充测试可能以高于假定基准值的速率产生气体，使原本充足的通风系统变得不足。
平均运行条件可能掩盖设计工况
浮充运行可能占据日常使用的大部分时间，但实验室测试通常包括均充、深度循环、温度扫描和反复高电流事件。仅按照平均产气量设计，可能会在风险最高的测试期间缺乏足够裕量。
必须采用针对化学体系的测试配置
NiCd 电池和铅酸电池具有不同的标称电压、充电电压、析气阈值和工作温度。错误的电压设定可能增加析气量，并使通风计算所采用的假设失效。
根据目标做出正确选择
通风设计应从建立详细记录开始，记录电池化学体系、容量、充电模式、同时运行情况和外壳配置。
- 如果您主要关注正常浮充测试：使用针对电池化学体系的浮充析气电流和排放因子，同时保留针对异常充电和 VRLA 阀门释放的安全措施。
- 如果您主要关注均充或调试测试：按照均充工况确定气流量；在所述案例中，排气式 NiCd 电池的 50 mA/Ah 是关键基准。
- 如果您主要关注多种化学体系的实验室：分别计算每个电池组，并根据可信的最不利同时气体源进行设计，而不是使用一个平均因子。
- 如果您主要关注 VRLA 测试：利用其较低的正常排放因子，但仍应提供通风、泄压和监测，因为 VRLA 电池在故障或过充期间仍可能排放氢气。
- 如果您主要关注外壳安全：防止氢气在高处积聚，并避免使用没有专用排气和压力释放设施的气密腔体。
安全的电池实验室会将析气数据作为设计输入，然后根据最高可信充电和故障工况验证通风系统。
汇总表：
| 电池类型 | 排放因子（fg） | 浮充析气电流（mA/Ah） | 均充析气电流（mA/Ah） |
|---|---|---|---|
| VRLA | 0.2 | 1 | 8 |
| 排气式铅酸电池 | 1.0 | 5 | 20 |
| 排气式 NiCd 电池 | 1.0 | 15 | 50 |
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