一、電池種類與電池成分
(一)電池種類與特性
市場上的電池可分為一次電池和二次電池。
一次電池包括:鋅-二氧化錳電池(即普通的鋅錳電池)和堿性鋅-二氧化錳電池。鋅-二氧化錳電池分為糊式電池(S型)、紙板電池(包括銨型高容量紙板電池(C型)、鋅型高功率紙板電池(P型))。堿性鋅-二氧化錳電池包括堿錳電池、扣式堿性鋅錳電池(俗稱扣式電池)、可充堿性鋅錳電池。
二次電池包括:小型二次電池和鉛酸蓄電池。小型二次電池中有鎘鎳電池、氫鎳電池和鋰離子電池。此外還有動力電池、燃料電池、太陽能電池、鋅鎳電池、金屬空氣電池等。
1、鋅-二氧化錳電池
鋅-二 氧化錳電池(簡稱鋅錳電池)采用二氧化錳作正極,鋅作負極,氧化銨和氯化鋅的水溶液作電解質(zhì)溶液,面淀粉或漿層紙作隔離層。鋅錳電池的電解質(zhì)溶液通常制成 凝膠狀或被吸收在其他載體上,呈不流動狀態(tài),所以又稱為“干電池”。鋅錳電池根據(jù)所用隔離層的不同分為糊式電池(通常在電池型號前加用“S”表示)和紙板電池。紙板電池根據(jù)使用電解質(zhì)溶液的不同又分為銨型紙板電池(通常在電池型號前加用“C”表示)和鋅型紙板電池(通常在電池型號前加用“P”表示)。按用電器具的要求鋅錳電池常制成圓柱型和方(矩)型,方型電池是由幾個鋅錳單體電池串聯(lián)疊合而成的,稱為積層電池。鋅錳電池放電性能和低溫性能較差,容量較低,是電池中檔次最低的產(chǎn)品,適用于小電流間歇放電的用電器具。
鋅錳電池的主要原材料是鋅、二氧化錳、氯化銨、氯化鋅、乙炔黑、碳棒、銅帽等。
2、堿性鋅-二氧化錳電池
堿性鋅-二氧化錳電池是在鋅錳電池基礎上發(fā)展起來的,是鋅錳電池的改進型??煞譃閴A錳電池(俗稱堿性電池)、扣式堿性鋅錳電池(俗稱扣式電池)和可充電堿性鋅錳電池。
堿 錳電池是采用活性高的專用電解二氧化錳作正極活性物質(zhì),氫氧化鉀水溶液作為電解質(zhì)溶液,鋅膏作負極,電池采用反極結(jié)構(gòu)。外殼是鍍鎳鋼殼,不參與電化學反 應,因此不易發(fā)生漏液。大電流放電性能和連續(xù)放電性能優(yōu)越,容量高,低溫性能好,是目前堿性鋅錳電池中檔次最高的產(chǎn)品。通常在電池型號前加“L”表示。用于大電流放電和連續(xù)使用的用電器具,如放錄機、BP機、照相機、電動玩具等。根據(jù)電池中汞含量的高低,分為含汞電池、低汞電池和無汞電池。
扣式電池采用電解二氧化錳與石墨混合壓成片狀正極,氫氧化鉀水溶液作電解液,鋅粉壓成片狀作負極,正負極間用隔膜隔開。它的電池容量較小,適用于小電流放電的微型電器,如電子手表、計算器等。
可充堿性鋅錳電池結(jié)構(gòu)與堿錳電池相同,可充電功能采用改善陰極結(jié)構(gòu),在正極中摻雜提高二氧化錳的可逆性,控制負極活性物質(zhì)鋅的用量,采用雙層隔膜 ,防止電池充電時鋅晶枝穿透等措施實現(xiàn)。其可充電性能較差,全充放電次數(shù)為30次左右,可用于使用堿錳電池的領域。
堿性鋅-二氧化錳電池的主要原材料是鋅粉、電解二氧化錳、石墨、氫氧化鉀、鋼殼、隔膜等。
3、鎘鎳電池
鎘鎳電池屬小型二次充電電池,它由兩極板組成,金屬鎘作負極,氫氧化鎳作正極,氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液作電解質(zhì)溶液,聚酰胺非織布等作隔離層,組裝在塑料或鍍鎳鋼殼內(nèi)。正極活性物質(zhì)的組成為:Ni(OH)2粉80%,Ba(OH)22%,石墨18%。Ni(OH)2中鎳的含量不小于57.5%。負極活性物質(zhì)由氧化鎘、四氧化三鐵、石墨粉及25號變壓器油組成。氧化鎘由金屬鎘制造,根據(jù)對電池的不同要求,負極中鎘和鐵的含量有不同的比例,分為1:1、1.5:1和4.6:1,由此電池中鎘和鐵的含量也不盡相同,分別為鎘36-42%、44-53%、60-78%;鐵32-41%、27-34%、12-17%。鎘鎳電池的特點是使用溫度、濕度的范圍廣,循環(huán)壽命和貯存壽命長。金屬鎳和金屬鎘在電池中發(fā)生可逆反應,因此電池可以重新充電,能以較大的電流放電??煞磸统?、放電500次 以上,且安全性高。但該電池存在“記憶”效應,如果在充電之前不放電完全的話,電池會將前次沒用完的電儲存起來,使電不能充到飽和,并且含有對環(huán)境有害的 元素鎘。大型的袋式和開口式鎘鎳電池主要用于需要高功率放電的工業(yè)、軍事、航空等領域,圓柱形鎘鎳密封式電池主要用于電動工具、剃須器和攝像機,小型扣式 鎘鎳電池主要用于小電流低倍率放電的計算器、無繩電話、玩具、助聽器等。由于鎘鎳電池重量大、儲備小、污染性強,加之具有記憶效應,正逐步退出電池的主流 市場。
鎘鎳電池生產(chǎn)中所用主要原材料是羰基鎳粉、氫氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳、鎘、氫氧化鉀、穿孔鍍鎳鋼帶、鋼殼等。
4、金屬氫化物-鎳(MH-Ni)電池
MH-Ni電池是一種新型高性能、無污染的堿性可充電電池。以金屬氫化物(金屬間氫化物)作負極、氫化鎳作正極,其單體的標稱電壓為1.2V。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制造方法與鎘鎳電池相同,它具有如下優(yōu)點:①比能量高,約是鎘鎳電池的1.5-2倍,容量可以提高70-100%, 工作時間長;②有良好的耐過充,過放的保護特性;③由于用貯氫合金代替鎘作為負電極,消除了鎘及其化合物的環(huán)境污染;④貯氫材料來源廣泛;⑤制造工藝簡 單;⑥可與鎘鎳電池互換,是鎘鎳電池的換代產(chǎn)品。不過氫鎳電池和鎘鎳電池一樣,也有記憶功能,但不很明顯。近年來隨著用電器具對電池工作要求的提高,以及 市場競爭的加劇,氫鎳電池的性能也不斷完善和提高。主要用于移動電話、筆記本電腦、便攜式CD、VCD、電話機、攝錄機等。
金屬氫化物-鎳(MH-Ni)蓄電池的主要原材料是鎳粉、氫氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳、吸氫合金、鋼殼、氫氧化鉀、氫氧化鈉等。
5、鋰電池
以 金屬鋰或鋰的化合物作活性物質(zhì)的電池通稱為鋰電池,鋰電池分為一次鋰電池和二次鋰電池。鋰電池有很多系列,一次鋰電池通常以金屬鋰作負極,由于鋰的化學活 潑性很強,極易與水發(fā)生反應,所以,鋰電池采用的電解質(zhì)溶液都為非水電解質(zhì)溶液,在有機溶劑中加入無機鹽使之導電。鋰電池常用的有機溶劑有碳酸丙烯酯、γ-丁內(nèi)酯、乙腈、二甲基甲酰胺等,常用的無機鹽有LiClO4、LiBr、LiAsF6、LiBF4等。
鋰 電池有卷式圓柱形、電芯式圓柱形、扣式和矩形等多種結(jié)構(gòu)。卷式圓柱形鋰電池結(jié)構(gòu)類似于圓柱形鎘鎳電池,鋰片壓在鎳網(wǎng)上制成負極,正極一般采用粘接式電極, 聚丙烯氈作隔膜,鋼筒作外殼。電芯式鋰電池適用于高容量使用的場合,結(jié)構(gòu)類似于圓柱型鋅錳電池??凼戒囯姵刂饕糜谡障鄼C、計算器等小型電器中,結(jié)構(gòu)與其 他扣式電池相近。以金屬鋰作負極的鋰電池安全性較差、功率低、成本高。
6、鋰離子電池
鋰 離子電池是在鋰電池基礎上發(fā)展起來的新型高能蓄電池??煞譃閮纱箢悾阂簯B(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池(也稱固態(tài)鋰離子電池)。液態(tài)鋰離子電池技術相對較 成熟,已批量生產(chǎn),目前主要由日本產(chǎn)品控制市場。聚合物鋰離子電池是近年開發(fā)出的一種新型鋰離子電池,我國已將它的產(chǎn)業(yè)化列為重點扶持和政策引導對象。
液態(tài)鋰離子電池是將鋰或鋰合金負極改變成鋰離子-碳負極,這種碳是指石油焦碳或石墨。鋰鈷、鋰鎳或鋰錳等氧化物作正極,正負極之間插入聚丙烯隔膜,電解質(zhì)溶液是將LiPF6溶 解在碳酸乙酯和碳酸甲乙酯的有機混合劑中。鋰離子電池可分為非再充電和可再充電電池兩種。非再充電電池可以做成世界上最薄的板式電池;可充電電池一般做成 筒式。鋰離子電池有許多優(yōu)點。一是負極材料碳不僅來源廣泛,更重要的是可以得到高速的放電效果。二是由于鋰離子嵌入碳中,可以削弱鋰的活性,從而解決鋰電 池的不安全問題。三是綜合性能好,工作電壓可以達到3.6伏,是鎘鎳和氫鎳電池的3倍;四是它的循環(huán)使用壽命可以達到1200次,是鎘鎳電池的1.5倍,并具有較寬的工作溫度范圍,能快速充電,無記憶效應;五是體積小,比氫鎳電池小30%,質(zhì)量輕,比氫鎳電池輕50%??梢哉f鋰離子電池是二十一世紀發(fā)展的理想電池。但由于正極材料鋰鈷氧化物的制造成本較高,所以鋰離子電池的成本相對較高,單位能量價格是氫鎳電池的1.8-2.0倍,若考慮其實際可用容量85%這一因素,則其能量價格為氫鎳電池的2.1-2.4倍。此外它的電池內(nèi)阻大,電池的比容量不夠高。小型圓柱形、扣式和口香糖形鋰離子電池可用于移動電話、小型攝錄機、筆記本電腦。大型電池可用于電動車、航天和儲能領域。主要原材料:LiCoO2、LiPF6、碳酸乙酯、碳酸甲乙酯、碳電極、外殼等。
由 于液態(tài)鋰離子電池也具有一些不利因素,如:適用的陰極材料的選擇有限;液態(tài)有機電解質(zhì)在放電過程中容易分解,產(chǎn)生氣體,形成過大的蒸汽壓;因過放電,導致 正、負極不能保持適當?shù)钠胶?,從而使過剩的鋰離子在負極沒有可嵌入的位置而生成鋰枝晶。因此在液態(tài)鋰離子電池的基礎上又出現(xiàn)了新一代鋰離子電池:聚合物鋰 離子電池。它是在1993年由美國Bellcore公司率先報道的。聚合物鋰離子電池的基本性能與液態(tài)鋰離子電池相同,采用鋰的氧化物和石墨電極材料,單電池工作電壓達3.6V。所不同的是電池內(nèi)不需要或僅需少量液態(tài)電解質(zhì),而由固態(tài)聚合物電解質(zhì)起導電作用。其特點是采用塑料制膜技術和層壓技術制成較薄的塑料電極膜,具有超輕、超薄、柔性等特點,它的能量密度是鎘鎳電池的3倍,是氫鎳電池的2倍,比液態(tài)鋰離子電池高30%,它的自放電率為鎘鎳電池的1/3,氫鎳電池的1/5,高達20% /月。由于聚合物電池材料柔軟,電池不漏液,易于制成超薄型和任意形狀的電池。
液態(tài)鋰離子電池的主要原材料是鋰的氧化物、石墨、固態(tài)聚合物電解質(zhì)、金屬集流體、鋁塑膜等。
7、鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池已有100多 年的歷史,由于價格低廉,該電池仍是目前產(chǎn)量最大的蓄電池。構(gòu)成鉛酸蓄電池的主要部件是正負極板、電解液、隔板、電池槽,此外還有一些零件如端子、連接 條、排氣栓等。采用二氧化鉛作正極活性物質(zhì),鉛作負極活性物質(zhì),硫酸作電解液,微孔橡膠、燒結(jié)式聚氯乙烯、玻璃纖維、聚丙烯等作隔板。鉛酸蓄電池根據(jù)使用 范圍、外形結(jié)構(gòu)、極板結(jié)構(gòu)、電解液和充電維護等,可分為不同類型。按用途分為起動型、固定型、牽引用、鐵路客車用、內(nèi)燃機車用、船舶用、航空用、魚雷用、 坦克用、礦燈用、航標用等;按極板結(jié)構(gòu)可分為涂膏式、管式和形成式;按荷電狀態(tài)可分為干放電態(tài)、干荷電態(tài)、濕荷電態(tài)、帶液充電態(tài)、免維護和少維護蓄電池; 按電池蓋和排氣栓結(jié)構(gòu)分為開口式、排氣式、閥控密閉式、防酸隔爆式和防酸消氫式。鉛酸蓄電池的主要優(yōu)點是①比較廉價,在世界范圍內(nèi)均可生產(chǎn)低倍率和高倍率 放電的電池,價格是鎘鎳蓄電池的1/6~1/5;②高倍率放電性能和高低溫性能好,可在-40℃~+60℃條件下工作;③電池電壓在實用蓄電池中最高,可達2.2V;④無記憶效應;⑤電能效率高達60%。但其比能量較低,使用壽命較鎘鎳和鐵鎳蓄電池短,制成小尺寸比較難,而鎘鎳堿性扣式電池可制成小于0.5A h的尺寸。此外由于鉛酸蓄電池的主要原材料是鉛、銻和硫酸,氫化銻及其它化合物的析出會引起環(huán)境公害。
鉛酸蓄電池的主要原材料有鉛和鉛合金:蓄電池活性物質(zhì)用鉛均是電解精制粗鉛而得的電解鉛,僅含微量雜質(zhì),純度可達99.99%。鉛基合金主要制造板柵,蓄電池廢極板含Pb70-80%,Sb2-3%,其他為氧、硫(氧化鉛、硫酸鉛)、水分等;銻:用以配制鉛蓄電池板柵合金;硫酸:硫酸在蓄電池中是重要原材料之一。鉛膏配方、化成電解液以及蓄電池在運行使用中的電解液都是硫酸配制。鉛蓄電池用電解液中硫酸的含量為40-15%,或480g/L-180g/L;活性物質(zhì)添加劑:有腐植酸、木素及其衍生物、栲膠、合成鞣劑、炭素材料(炭黑、乙炔黑、石墨和活性炭)、短纖維、硫酸鋇(負極膨脹劑);隔板:微孔橡膠隔板和燒結(jié)式PVC隔板;電池槽:移動用的電池槽用PP、PE、PPE,固定用的電池槽用改性聚苯乙烯(AS);封口劑:瀝青、環(huán)氧樹脂。
8、鋅銀電池
鋅銀電池分為鋅銀扣式電池和鋅銀二次電池
鋅銀扣式電池用AgO或Ag2O與石墨混合壓成片狀作正極,鋅粉壓成片狀作負極,正負極間用隔膜隔開。氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液作電解液。該電池適用于小電流連續(xù)放電的微型器具,輸出電流為微安級,標稱電壓為1.55V。它的體積較小,與鈕扣形狀相近,電池的容量也較小,廣泛應用于石英電子手表、照相機、計算器、助聽器等小型電子器具。主要原材料:鋅粉、氧化銀、氧化鋅、氫氧化鉀或氫氧化鈉、隔膜等。
鋅銀二次電池(俗稱銀鋅蓄電池)的正極活性物質(zhì)是銀粉,活性銀粉的制備方法主要有三種:氧化銀熱分解法、有機銀鹽熱分解法及電沉積法。由于氧化銀熱分解法成本較低、工藝易于掌握、銀粉活性較好,為國內(nèi)生產(chǎn)廠家普遍采用?;钚糟y粉中銀含量≥97.0%,氯化銀含量0.095%~1.75%,鐵含量≦0.004%,銅含量≦0.005%。負極活性物質(zhì)主要指混和鋅粉,用于涂膏式負極板。負極物質(zhì)有兩種,一種添加氧化汞,一種不加氧化汞。第一種的化學成分是:全鋅含量83.5%,金屬鋅含量22.5~25%,氧化汞含量0.9-1.3%,鐵含量≦0.0008%。第二種的化學成分是:全鋅含量84.5%,金屬鋅含量22.5-25%,鐵含量≦0.0008%。銀電極隔膜一般采用尼龍布,鋅電極隔膜一般采用耐堿棉紙,主隔膜采用纖維素膜和接枝膜等,電解液采用氫氧化鉀的水溶液,其化學成分是:氫氧化鉀540g/L-570 g/L,氧化鋅80 g/L-100 g/L,鉻化鉀1.5 g/L-2 g/L,氫氧化鋰(帶結(jié)晶水)5 g/L-6 g/L,碳酸鉀≦20 g/L,鐵含量≦0.0015 g/L。 正極板的制造方法有模壓法、輥壓法、涂膏法。模壓法工藝簡單,易操作,國內(nèi)廠家普遍采用。負極板有涂膏法、壓成法、電沉積法。國內(nèi)主要采用涂膏式負極板。 該電池在體積小、重量輕、比能量高、高倍率放電性能好等方面較其他蓄電池有突出的優(yōu)勢,但它的成本高、循環(huán)壽命短(高倍率電池僅能循環(huán)7-38周,低倍率電池也只能循環(huán)100-200周),從而限制了使用領域。它主要應用于質(zhì)量輕的輕便型電子儀器和其他設備、魚雷發(fā)射無人駕駛飛機、潛艇和其他軍用設備等。它的主要原材料:鋅粉、氧化銀、氧化、氫氧化鉀、聚乙烯接枝丙烯酸膜、尼龍布、耐堿綿紙等。
9、氧化汞電池
氧化汞電池以鋅粉或鋅箔同5-15%的汞混合作為陽極,氧化汞與石墨作為陰極,電解液是氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。有些品種用鎘代替鋅作陽極用于一些特定的用途,如天然氣和油井的數(shù)據(jù)記錄,發(fā)動機和其他熱源的遙測,報警系統(tǒng),以及諸如數(shù)據(jù)探測、浮標、氣象站一類的遙控裝置。
10、鋅空氣電池
鋅 空氣電池是一種以空氣(氧氣)正極,膏狀鋅為負極的一次性電池。由于其正極活性物質(zhì)是空氣中的氧,理論上講,正極的容量是無限的。又加之正極活性物質(zhì)在電 池之外,是有限的電池空間中可填充更多的負極活性物質(zhì),因此,在同型號電池中,鋅空氣電池的比能量最高。鋅空氣電池負極活性物質(zhì)為鋅,其貯存量大,來源廣 泛,價格相對低廉,且性能穩(wěn)定,故鋅空氣電池的研究和開發(fā)一直深受關注。目前,鋅空氣電池有方形和鈕扣形兩種類型,形成批量化生產(chǎn)且得到較好應用,但實用 的圓柱形特別是小圓形電池由于其特殊要求和工藝難度,在國內(nèi)外一直沒有突破性進展。
(二)電池主要成分
表1所示為各種電池的典型元素含量,表2為廢鉛蓄電池的主要成分。
表1 :各種電池的典型元素含量(mg/kg)
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鋅錳電池 |
堿錳電池 |
鎘鎳電池 |
氧化汞電池 |
鋅銀電池 |
鋰離子電池池 |
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As |
3-236 |
2-239 |
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Cr |
69-677 |
25-1335 |
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1.3-12920 |
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Cu |
5-4539 |
5-6739 |
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40720-47110 |
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In |
3-101 |
9-100 |
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Fe |
34-307000 |
50-327300 |
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75-311700 |
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Pb |
14-802 |
16-58 |
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5-37 |
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Mn |
120000-414000 |
28800-460000 |
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13830-226000 |
30-395000 |
|
Hg |
3-4790 |
118-8201 |
|
229300-908000 |
629-20800 |
|
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Ni |
13-595 |
12.6-4323 |
116000-556000 |
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186-30460 |
17000-41050 |
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Cl |
9900-130000 |
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12-5300 |
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K |
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25600-56700 |
13684-34824 |
11960-50350 |
19270-99350 |
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Sn |
26-665 |
4-492 |
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Zn |
18000-387000 |
2090-172500 |
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8140-141000 |
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Cd |
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11000-173147 |
1.4-30 |
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Na |
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154-2020 |
294-2250 |
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Ag |
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37590-3536000 |
1-63 |
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Li |
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12500-77500 |
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Bi |
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13-50 |
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V |
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1.9-170 |
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S |
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82-3470 |
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F |
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96-98000 |
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I |
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1-72 |
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pH |
4.8-7.27 |
11.9-14.0 |
12.6-13.5 |
10.7-13.3 |
10.8-12.7 |
4.62-10.17 |
表2 :廢鉛蓄電池的成分(%wt)
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Pb總 |
Pb |
S |
PbSO4 |
PbO |
Sb |
FeO |
SiO2 |
CaO |
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72 |
5.0 |
5.0 |
42.1 |
38.0 |
2.2 |
0.75 |
0.88 |
0.18 |
二、廢電池中主要有害成分
電 池中含有的主要有害物質(zhì)包括大量的重金屬以及酸、堿等電解質(zhì)溶液。其中重金屬主要有汞、鎘、鉛、鎳、鋅等。鎘、汞、鉛是對于環(huán)境和人體健康有較大危害的物 質(zhì);鋅、鎳等雖然在一定濃度范圍內(nèi)是有益物質(zhì),但在環(huán)境中超過極限也將對于人體構(gòu)成危害;廢酸、廢堿等電解液可能污染土地,使得土地酸化或堿性化。含有廢 酸、廢堿以及其他成分廢電解液的廢電池(這類電池主要包括廢汽車電瓶用鉛酸電池和鎘鎳電池)可能引起的環(huán)境污染問題,既有重金屬對環(huán)境的污染,又有其電解 液造成的環(huán)境污染,這種污染既有短期的,又有長期的。
1、汞
汞 是一種存在于自然界中的、可以以各種形態(tài)存在的元素。金屬汞在常溫下是具有銀色光澤的無味液體,加溫后形成無色無味氣體。汞可以與氯、硫、氧等結(jié)合生成無 機汞化合物,也可以與碳結(jié)合生成有機汞化合物。最常見的有機汞化合物—甲基汞主要是由水和土壤中的微生物合成。自然界中的大部分汞可以被微生物作用生成甲 基汞。
汞 嚴重影響神經(jīng)系統(tǒng),特別是甲基汞和金屬汞蒸汽。暴露在高濃度的汞(金屬、無機、有機)條件下可以嚴重影響大腦、腎臟和生長中的胎兒。短期暴露在高濃度金屬 汞蒸氣條件下可以引起胃病、提高血壓和心率以及皮膚病等。汞對兒童的影響要比成人大,特別是通過母親對胎兒的影響。而且汞對人體的損害可以通過母親遺傳到 下一代。
汞的熔點為-38℃,沸點為357℃。
目前各國均對汞的接觸(暴露)制定了嚴格的標準限值。中國飲用水標準為0.001 mg/L; 美國為0.002 mg/L。中國企業(yè)衛(wèi)生標準中空氣中金屬汞標準限值為10μg/m3,有機汞為5μg / m3;美國工作場所空氣限值為100μg /m3。
2、鎘
鎘是存在于地殼中的天然元素,在自然界中大部分是以氧化鎘、氯化鎘、硫酸鎘等形式存在。幾乎所有土壤和巖石都含有不同程度的鎘。
吸入高濃鎘可以嚴重損害肺并導致死亡;食入(飲入)大量鎘會刺激胃,引起嘔吐;長期暴露在低濃鎘條件下會在腎臟內(nèi)積累鎘,引起腎??;還可能引起高血壓、貧血等疾病。長期影響還可能引起肺病和骨質(zhì)酥松。但是皮膚接觸不會對人類和動物的健康造成影響。
鎘的熔點為321℃,沸點為765℃。
中國飲用水標準為0.01mg/L; 美國為0.005mg/L。中國沒有關于鎘的空氣標準;美國工作場所空氣限值為100μg /m3。
3、鉛
鉛是存在于地球中的藍灰色金屬,幾乎存在于環(huán)境中的所有部分。
鉛 可以影響到幾乎人體所有的機體和系統(tǒng)。無論是吸入還是食入,鉛都會嚴重影響人的中樞神經(jīng)、腎臟和生殖系統(tǒng),特別是對孩子。在高劑量暴露下,鉛可以造成人手 指、腕、踝等器官的衰弱,并對記憶造成影響。鉛會造成貧血和血液失調(diào),會危害男性生殖系統(tǒng)。部分鉛化合物被證明是致癌物質(zhì)。
中國飲用水標準為0.05mg/L; 美國為0.015mg/L。中國和美國的空氣質(zhì)量標準均為1.5μg /m3。
4、鋅
鋅是地殼中最常見的元素之一,它存在于空氣、土壤和水中,并且?guī)缀醮嬖谟谖覀兯械氖称分?。純鋅是發(fā)藍白色光澤的金屬。鋅具有很多商業(yè)用途,干電池是其主要用途。鋅與其他元素結(jié)合形成鋅化合物。在危險廢物場址發(fā)現(xiàn)的常見的鋅化合物有氯化鋅、氧化鋅、硫化鋅和硫酸鋅。
鋅是我們食物的基本元素之一,過少的攝入量會影響人體的發(fā)育,但是過多的攝入量也會對人體造成危害。鋅的建議攝入量(RDA)為成年男人15mg/d;成年女人12 mg/d;兒童10mg/d;幼兒5mg/d。攝入過低會引起食欲衰退、降低嗅覺和味覺、傷口愈合緩慢、性欲減退、胎兒生長緩慢等。如果攝入量超過RDA10-15倍(在每天100—250mg/d范圍內(nèi))會對人體健康造成影響,造成胃痙攣、惡心、嘔吐及貧血、胰腺損傷等。吸入大量鋅(塵、霧)會引起一種特殊的短期疾病——金屬煙霧熱病,會影響到人體的免疫系統(tǒng)。目前還不知道大量鋅的攝入是否影響人類繁殖,也沒有將鋅劃為致癌物。
中國飲用水標準為1mg/L; 美國為5mg/L。美國的工作場所空氣質(zhì)量標準為1mg/m3(氯化鋅)。
5、鎳
鎳是地球中最豐富的元素之一。在環(huán)境中,它主要是以氧化物和硫化物的形式存在,幾乎所有土壤中都存在鎳。純鎳是銀白色的堅硬金屬,與其他金屬(如鐵、銅、鉻、鋅等)結(jié)合可以形成合金。這些合金被用來生產(chǎn)金屬硬幣和珠寶。鎳及其合金無味無嗅。
鎳是人體健康所需要的基礎元素之一。鎳對人體的主要影響是對皮膚的過敏反應。在以前曾有報道吸入大量鎳的工人患有慢性支氣管炎,但是現(xiàn)在工作場所空氣中鎳的水平比以前低很多,所以沒有工人出現(xiàn)這種病癥。如果不對鎳過敏,攝入過量鎳(超過正常水平10萬倍)才會出現(xiàn)胃疼并影響到他們的血液和腎臟。鎳及其某些化合物可能具有致癌性。吸入大量含有高含量鎳化合物粉塵的工人患有肺癌和鼻竇癌。
美國EPA建議兒童飲用水中鎳的含量不超過0.04mg/L;中國飲用水標準為0.005mg/L。美國的工作場所空氣質(zhì)量標準為1mg/m3。

