电池的功与过

《电池的功与过》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电池的功与过（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电池的功与过生化学院生化学院 化学化学 122 班班 陆炜娟陆炜娟 12240211摘要：摘要：科技发展日新月异，随着我国社会生活科技水平的不断进步，电池作为一种必不可 少的便携式能量储存器，在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。且电池的种类也 是改朝换代，样式多种多样，干电池、蓄电池、燃料电池、太阳能电池、温差电池、核电 池、锂电池等等，给人们的日常生活带来了许多方便。但若随意丢弃，电池里的重金属物 质渗入土壤和地下水资源中，将对环境和人们的身体产生巨大的危害。因此可见电池的使 用需要谨慎小心。关键词：电池 功 过正文：电池（Battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或

2、其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。 电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。电池凭借着体积小携带方便的绝对 优势在人们的日常生活中发挥着极其重要的作用。 几乎每一个人每天都会与电池打交道。我们用的电子手表中的电池支持着时间的进行， 若是没了它时间也就相当于静止了。空调、电视机、电风扇的遥控器也是使用电池的，若 是没了电，便不能控制空调、电视机、电风扇。以上还是处在比较久远的时代，社会发展 到现在的信息时代，电池的作用更是与日俱增且电池的种类也是千变万化。与我们相处最 多的要属手机和笔记本电脑了，而无论是手机还是笔记本电脑，电池都是

3、其最重要的一个 组成部分，可以说没有电池就不能有手机和笔记本电脑的存在，我相信我们大学生每天必 做的事情一定会有给手机充电这件事以便能支持手机第二天的工作，而为什么手机能被充 电其最大的原因当然是因为电池的存在，因为电池能够将电存储起来，慢慢释放，慢慢供 我们使用。我们每天的很多事情都需要用到手机和笔记本电脑，上网聊天、查找学习资料、 看视频、看小说、听歌、再如现在写这篇读书报告等等事情都需要，可见电池的作用已经 深深渗透进了我们的日常生活中。我们可以更深入地想一想，在我们的身边有很有很多的 产品都是离不开电池的，比如：手电筒、收音机、充电式小台灯、MP3、MP4、MP5、无 线鼠标、照相机、

4、计算器、PSP、录音机、电子辞典、各种电子玩具等等，不胜枚举。 社会发展到现在的高科技时代，对电池的需求量更是日益上涨，而为了跟得上科技的 发展，电池也处于更新换代中，从 1896 年在美国批量生产干电池到发明 D 型电池，再到 1899 年 Waldma Jungner 发明镍镉电池,然后是 1910 年可充电的铁镍电池商业化生产，接 着是 1911 年中国建厂生产干电池和铅酸蓄电池（上海交通部电池厂） ，再到 1914 年 Thomas Edison 发明碱性电池，然后是 1934 年 Schlecht 和 Akermann 发明镍镉电池烧结极 板，到后来的 1947 年 Neumann

5、开发出密封镍镉电池，紧接着 1949 年 Lew Urry (Energizer) 开发出小型碱性电池，再然后 1954 年 Gerald Pearson, Calvin Fuller 和 Daryl Chapin 开发出 太阳能电池，1956 年 Energizer.制造第一个 9 伏电池，1956 年中国建设第一个镍镉电池工 厂（风云器材厂（755 厂） ） ，1960 前后 Union Carbide.商业化生产碱性电池，中国开始研究 碱性电池（西安庆华厂等三家合作研发） ，1970 前后出现免维护铅酸电池，1970 前后一次 锂电池实用化，1976 年 Philips Research

6、 的科学家发明镍氢电池，1980 前后开发出稳定的 用于镍氢电池的合金，1983 年中国开始研究镍氢电池（南开大学） ，1987 年中国改进镍镉 电池工艺，采用发泡镍，电池容量提升 40%，1987 前中国商业化生产一次锂电池，1989 年 中国镍氢电池研究列入国家计划，1990 前出现角型（口香糖型）电池，1990 前后镍氢电池商业化生产，1991 年 Sony.可充电锂离子电池商业化生产，1992 年 Karl Kordesch, Josef Gsellmann and Klaus Tomantschger 取得碱性充电电池专利，1992 年 Battery Technologies, I

7、nc.生产碱性充电电池，1995 年中国镍氢电池商业化生产初具规模，1999 年可充电锂聚合 物电池商业化生产 2000 年中国锂离子电池商业化生产，2000 年后燃料电池，太阳能电池 成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦点，以上为至 2000 年的电池的发展史，电池发展到 现在，种类更加繁多，诸如核电池等，储电能力更加强大，功能也逐渐完善，对生活的帮 助也更为广泛。 我认为现在锂电池当属市场上的主流，因为随着二十世纪微电子技术的发展，小型化 的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。现在， 锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航

8、灯、家 用小电器上，可以说是最大的应用群体。锂电池不仅给人们的生活带来许多便利，其本身 就有很多的优点锂电池主要优点：1能量比较高。具有高储存能量密度，目前已达到 460-600Wh/kg，是铅酸电池的约 6-7 倍；2使用寿命长，使用寿命可达到 6 年以上，磷酸 亚铁锂为正极的电池 1C（100%DOD）充放电，有可以使用 10,000 次的记录；3额定电压 高（单体工作电压为 3.7V 或 3.2V） ，约等于 3 只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组 成电池电源组；4具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到 15-30C 充放电的能力，便于高强度的启动加速；5自放

9、电率很低，这是该电池最突出的 优越性之一，目前一般可做到 1%/月以下，不到镍氢电池的 1/20；6重量轻，相同体积下 重量约为铅酸产品的 1/6-1/5；7高低温适应性强，可以在-20-60的环境下使用，经 过工艺上的处理，可以在-45环境下使用；8绿色环保，不论生产、使用和报废，都不 含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。9生产基本不消耗水，对 缺水的我国来说，十分有利。 由上一个小小的例子，我们便可清楚地知道电池对我们的重大意义，了解电池的优点 我想很有利于我们对电池的保护与回收，因为电池的回收是极其重要的一项任务，虽然电 池有着种种的好处，但毕竟金无足赤，人无完人，电

10、池也并不是只给人们带来了方便与快 捷，若是乱扔乱弃电池的话，会对环境造成极大的影响，甚至影响人们的正常生活。据调 查，废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃，腐败的 电池会破坏人们的水源，侵蚀人类赖以生存的庄稼和土地，人们的生存环境面临着巨大的 威胁。如果一节一号电池在地里腐烂，它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值； 美国威斯康辛麦德逊大学的一个研究组的调查结果表明:每个人的需水量差异很大,在未脱 水的情况下,一个人每天的摄取量可以从最低 1.2 升到最高 7.7 升之间,而且与年龄差异关 系不大。我们可以自己计算,假设一个人平均每天饮水 2.3 升,一年按

11、365 天计算,并假设该 自然人活到 75 岁,则一个人一生饮水量为:2.336575=62962.5 升=62.9625 立方米 =62.9625 吨。所以曾有媒体报道说“一颗纽扣电池能污染将近 60 万升水,相当于一个人一 生的饮水量”！可见扔一粒纽扣电池进水里，它其中所含的有毒物质会造成 60 万升水体的 污染，相当于一个人一生的用水量；废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等， 其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。Hg 及其化合物，特别是有机汞化物，具有极强 的生物毒性、较快的生物富集速率和较长的脑器官生物半衰期。Cd 易在动植物体内富集， 影响动植物的生长，具有很强的毒性。Pb

12、 对人的胸、肾脏、生殖、心血管等器官和系统产 生不良影响，表现为智力下降、肾损伤、不育及高血压等。Zn，Ni 的毒性相对较小，但超 过一定浓度范围时，会对人体产生不良影响和危害。废旧电池中的酸、碱解质溶液会影响 土壤利水系的 pH 值，使土壤和水系酸性化或碱性化。电池电解质构成污染的主要组份是其 中的可溶重金属，特别是铅蓄电池电解液中大量的硫酸铅和镍镉电池中的氢氧化镉。电池 中的重金属离子在土壤或水体中溶解并被植物的根系吸收，当牲畜以植物为食料时，体内就积累了重金属。人类食人含重金属的粮食、蔬菜和肉类、水，顺着这条食物链，重金属 就会在人体里富集。由于重金属离子在人体里难以排泄，最终会损害人的

13、神经系统及肝脏 功能。而镍、锌等金属虽然在一定浓度范围内是有益物质，但在环境中超过极限，也将对 人体造成危害。废旧电池中的重金属会影响种子的萌发与生长。废电池在填埋处理一个月 内,其金属外壳就会被腐蚀穿孔,废电池中的有害物质就会进入土壤、水体,对环境造成污染。 据环保专家测试,如果 6 吨生活垃圾中混入一粒含汞电池,当这些垃圾进行填埋后,土壤中汞 的浓度就会超过安全标准;若废电池混入生活垃圾进入焚烧厂,则其中的汞、镉等金属将会在 高温下气化排入大气,使大气环境受污染,影响人体的健康。废旧电池渗出的重金属会造成江、 河、湖、海等水体的污染，危及水生物的生存和水资源的利用，间接威胁人类的健康。废

14、酸、废碱等电解质溶液可能污染土地，使土地酸化和盐碱化，这就如同埋在人们身边的一 颗定时炸弹。因此，对废旧电池的收集与处置非常重要，如果处置不当，可能对生态环境 和人类健康造成严重危害。随意丢弃废旧电池不仅污染环境，也是一种资源浪费。有人算 了一笔帐，以全国每年生产 100 亿只电池计算，全年消耗 15.6 万吨锌，22.6 万吨二氧化锰， 2080 吨铜，2.7 万吨氯化锌，7.9 万吨氯化铵，4.3 万吨碳棒。尽管先进的科技已给了们正 确的指向，但中国的电池污染现象仍不容乐观。目前中国的大部分废旧电池混入生活垃圾 被一并埋入地下，久而久之，经过转化使电池腐烂，重金属溶出，既可能污染地下水体，

15、 又可能污染土壤，最终通过各种途径进入人的食物链。生物从环境中摄取的重金属经过食 物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物中成千上万倍地富集，然后经过食物链进入人 的身体，在某些器官中积蓄造成慢性中毒，日本的水俣病就是汞中毒的典型案例。 而锂电池也是如此，优点多，缺点也不少：1锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸 的危险。2钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，安全性较差。3锂离子电池均需保护 线路，防止电池被过充过放电。4生产要求条件高，成本高。 因此，回收废旧电池也就成了我们生活中很重要的一件事。对于用过的旧电池我们绝 不能随意丢弃，也不能与一般的垃圾一起处理，必须有专门的渠道单独统一处理。国际上 通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。因为其中尚 有不少可作原料的有用物质。因此对废旧电池的处理应该更注重回收利用 。而电池的回收 利用一般有三种方式，热处理， “湿处理” ，真空热处理法。我认为在中国对电池的回收利 用更应加大利用，最新资讯表明：中国电池的年产量占世界电池总产量的 30%以上，但回 收率却不足 2%。参考网站：废旧电池回收网、中国电池网、全球电池网、蓄电池网参考文献：新能源材料及其应用技术中的锂电池篇、 废电池管理与回收