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論文摘要: 廢舊電池的隨意丟棄會帶來嚴重的環境污染以及資源的浪費,同時其回收再利用的空間也較大。目前我國在廢電池的處理和回收利用上仍然存在許多問題,如何建立和健全我國的廢電池回收利用機制,成為我們應當關注的重點。
伴隨我國科技水平及社會生活水平的不斷提高,越來越多的電子產品被人們購買和使用。而電池作為一種便攜式能量儲存器,消耗量與日俱增,其所含的重金屬等物質一旦進入環境中的土壤、水體等,會對人體造成不同程度的危害;同時,如果有合適的處理方法,這些重金屬又有很大的回收利用價值。目前,我國在廢電池的回收處理上還處于起步階段,仍然具有很大的發展空間。如何根據我國廢電池回收處理的現狀,提出合理的解決辦法,已經成為一個刻不容緩的問題。
1 廢電池對環境的危害
電池中含有大量的有毒有害物質,如果進行隨意的丟棄,其對環境造成的影響也是相當巨大的,科學調查顯示,一顆紐扣電池一旦隨意丟棄,可以污染掉高達60萬升的水體,約等于正常人一生的用水量。概括起來,廢電池的危害主要有以下幾個方面:
1.1 酸、堿電解質溶液的污染
廢電池中含有大量的酸性和堿性溶液,特別是經過雨水的沖刷和淋溶之后,會對附近的水體和土壤的PH值造成影響,導致土壤及水體的酸化或堿化,水體PH值的改變直接影響水中生物的生長繁殖;同時,環境的改變也會對人類的健康造成影響。
1.2 重金屬污染
從電池的主要結構可以看出,電池中含有大量的重金屬,總的來說主要有Zn、Hg、Cd、Ni、Pb等,這些重金屬一旦流入生態系統并進入食物網,會對人體的健康造成諸多不利影響。
汞特別是有機汞化物具有極強的生物毒性和極長的腦器官生物半衰期,能引發中樞神經疾病;鉛會導致人體精神紊亂及消化系統的損害等;鎘具有致癌性,是引發疼痛病的元兇;鎳、鋅的毒性相對較小,同時還是人體必需的微量元素,但是如果攝入過多,同樣會對人體造成一定的危害。
1.3 其他污染類型
除了酸、堿電解質以及重金屬的污染,廢電池的隨意丟棄和處理也會帶來其他方面的污染。例如:廢電池在進行焚燒處理的過程中釋放的污染物對大氣造成的危害;在廢電池集中清運、貯存過程中由于管理不善,造成局部地區更加嚴重的污染問題等等。
2 我國廢電池處理的現狀
我國是電池的使用大國,對廢電池進行資源化回收利用對于環境的保護以及資源的再生都有著極大的效用,然而就目前我國的廢電池回收處理現狀來看,仍然存在大量的問題。
2.1 缺乏相關教育,個人意識淡薄
由于對廢電池相關影響的知識教育的卻乏,大部分人認識不到廢舊電池對環境危害的嚴重性,環保意識的淡薄使得群眾不能積極主動的參與到舊電池的回收處理上,致使許多的電池回收設備形同虛設,并不能夠很好的利用起來。
據調查,目前我國電池的年使用量高達70億左右,并以每年10%左右的速度在增長,然而其回收力度卻不足2%。較低的回收水平也導致廢電池的處理難以產業化、規模化。
2.2 處理技術的要求高,利潤低
由于廢舊電池中含有大量的有毒有害物質,特殊的結構又決定了其處理難度的升高,加上處理水平和經濟條件的制約,使得廢電池的回收很難向產業化發展。同時該產業較低的處理利潤很難吸引較多的投資者投資處理,給廢電池的回收處理帶來一定的困難。
2.3 相關法律制度的缺乏
到目前為止,我國仍然缺乏對廢舊電池處理的相關法律法規,因此,使得生產者、消費者和使用者之間很難分清各自應當承擔的責任。由于缺少法律的制約使得一些正式的回收處理廠商經常面臨回收量不足的困境;另一方面,一些對環境污染較大的小加工作坊由于技術上的難以跟進及設備的缺乏,不但使得廢電池中的有用物質很難得到回收利用,還會帶來更加嚴重的二次污染。 轉貼于
3 我國廢電池回收的發展建議
3.1 開發新的回收利用技術
在傳統的廢電池回收利用中,主要用到的是濕法冶金處理工藝和火法冶金處理工藝。其中濕法工藝是利用重金屬鹽可以與酸發生反應生成各種可溶性鹽的特點,進而用電解等方法進行分離提純;火法工藝主要利用金屬化合物高溫下的氧化還原反應得以將其回收利用。兩種方法在處理過程中有一定的優越性,也存在一定的二次污染問題,如電解過程中水體的污染以及高溫下的熱污染等等。
因此可以對傳統的處理工藝加以改進,比如加入一些預處理的工藝,從而簡化傳統工藝的工作條件,減少其帶來的一些污染;再者可以增加一些后續處理設備,盡量使產生的二次污染危害最小化。
3.2 提高群眾意識
加大關于廢電池的危害及處理過程的教育力度,增強民眾的環境保護意識,從回收源頭上解決處理難題,實施分類回收和處理方針,盡量做到回收的規模化、正式化。
3.3 完善相關法律法規
良好的法律制度是市場經濟中企業健康發展的有效外部力量,在我國廢電池回收市場的發展上應當逐步建立和健全相關的政策,明確企業及相關人員的責任、義務、權力和處罰條件,建立完整的廢電池回收、處理體系,實施企業化管理模式,關閉不符合環境要求的小作坊,對存在問題的回收企業實行整改,逐步完善回收處理市場。
3.4 實施合理的經濟手段
由于我國電池價格普遍偏低,造成對消費者的錯誤引導,因此可以通過對電池進行合理定價(將污染治理的部分費用并入商品的價格中)來減少電池的使用,同時對電池的生產企業征收合理的環境治理費用。將這些費用利用到廢電池的回收和利用上,對回收利用企業給予補貼,提高其回收生產積極性。
4 總結
廢電池的隨意堆放和處理對環境造成的影響大,嚴重危害人體健康,因此對廢電池的回收利用很有必要。目前我國對廢電池的回收利用還剛剛起步,仍然面臨著諸多問題,更應當提高認識、加強管理,多學習其他國家先進的處理模式,做到科學的、系統化的回收利用,以實現廢電池的減量化、無害化和資源化。
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IT產品使用率的不斷提高,IT產品電池產生的相應問題也受到越來越多人的關注。東芝筆記本電腦由于搭載的電池組起火事故,緊急召回1萬塊筆記本電池的事情尚未塵埃落定,甘肅省酒泉市發生的由于使用非原裝電池,導致手機爆炸致人死亡案又來推波助瀾,IT產品電池話題再次被推到了輿論的風口浪尖上。
IT產品電池主要包括手機電池、筆記本電腦電池和數碼產品電池。其中,手機電池和筆記本電腦電池的使用率更高,問題也相伴而生。近年來,手機爆炸案頻發,電池多是罪魁禍首。一系列頻發事件使人們再也無法對電池問題視而不見:明明是提供方便快捷的電池怎么就變成了“禍水”?在整個業界都在倡導綠色、節能的趨勢之下,電池能否變“綠”,甚至最終實現惠及消費者的“電池標準化”?
小電池大污染
先來看一組驚人的數據,截止到2007年一季度,我國手機用戶已超過4.8億,平均三個人就有一個手機用戶,預計2010年我國手機用戶將達到7億人次,占總人口52.5%。“通常情況下,從壽命來說,手機壽命自然要比電池壽命長,一部手機在其使用壽命內要配置2到3塊手機電池,并且現在很多人都是習慣兩個電池搭配使用。”信息產業部泰爾實驗室蔣京鑫主任說。這樣,按照每個用戶三年更換一個手機來估計,一年將會有將近3億塊手機電池變成垃圾。并且,這一數字在隨著時間的推移不斷增長。可以看到,廢舊手機電池數量是一個多么龐大的數字。可以說,目前筆記本電腦和手機廠商對電池采取的一機專用的這種“一夫一妻”制,不僅加重了消費者的經濟負擔,也造成了巨大的資源浪費,還使得廢棄電池嚴重污染了環境。
另外,我國2007年電腦數量已經近億,截至2006年12月,我國電腦報廢數量接近3000萬臺,比2005年增長將近1000萬臺,一臺筆記本電腦的報廢就意味著一塊廢棄電池的產生。三千萬塊廢舊電池,三千萬個污染源。
如此龐大的數據,怎么能不叫人觸目驚心?
據調查,現在很多人的做法是將無法再用的手機電池當作生活垃圾一起扔掉,而且并不覺得這么做有何不妥。可是,恰恰是每個人都不在意,污染源也就產生了。如果你對這些直觀的數字沒有概念的話,舉一個更形象的例子,僅僅是一塊廢舊手機電池含有的鎘可以污染60噸水,也就是三個標準游泳池的水,更不用說手機電池中還含有大量的金、水銀、鉛、鎘等重金屬成分。1000塊廢舊手機電池的污染能力絲毫不比一個小型造紙廠低。
如果把前面提到的上億的廢舊電池作為普通垃圾扔掉,后果真的不堪設想。這些無法降解的電池將會對自然環境造成巨大的污染,如果污染物通過食物、空氣等方式進入人體,人體健康根本無法保障。“手機電池大部分是以電解液為電解質,電解液中含有大量的有機溶劑,里面含有的化學物質對人體和環境都是有一定危害的。同時,手機電池中的重金屬也會對人體產生很大的影響,由于重金屬在自然界不容易自然分解,生物在環境中攝取重金屬之后,容易在生物體內積蓄,達到一定量之后,可使生物體畸形或病變,甚至是死亡。”蔣主任這樣告訴記者。更可怕的是,電池中含有的大量有害物質極有可能引發基因變異,進而影響下一代的健康成長。另外,隨意丟棄的電池很有可能被翻新后搖身一變,流入市場。這種以次充好的翻新電池在使用中存在極大隱患,很容易造成短路、過熱自燃及爆炸等危險,危害人身安全。誰也不敢保證,甘肅的那起手機爆炸案所用的不是翻新電池。“這些假冒偽劣的電池最是可怕,不僅安全無法保障,而且本身做工粗糙,根本不會顧及所用材料是否有害,我們曾經查處過幾起,打開電池一看,里面的電解液都熏人,這種電池毫無疑問,對環境對人身體都是有巨大危害的。”蔣主任說。
廢舊電池,沒人管的孩子?
廢舊電池的數量之多,增長速度之快,危害之大,已經到了危害人民正常生活和身體健康的程度。可是,與之形成鮮明對比的是,我國廢舊電池的回收現狀并不能讓人滿意,甚至用“無人問津”來形容也不為過。“現在電池的回收率也僅有1%。”一位業內人士告訴記者,“而這1%還是近年來大家的環保意識增強了,通過各種形式的帶有公益性質的活動才有的成果。”
事實也是如此。目前,我國并沒有形成以生產、銷售、使用三方一體的廢舊IT產品電池回收處理機制,沒有統一的法規來進行約束。即使是2007年3月1日起施行的《電子信息產品污染控制管理辦法》,也沒有在細節上規范企業所應肩負的廢舊電子產品回收義務。而生產廠商從利益出發,自然也不愿意掏錢來做電池回收的事情。只要國家沒有強制性的法規,能省就省。而專門的回收處理企業,“現在的回收處理企業基本上沒有一家有IT產品電池的處理體系。曾經也有一些企業試圖進行廢舊IT產品電池回收,而且也做了大量前期準備,但一方面由于回收機制不健全,真正要處理的電池到不了回收企業手里,另一方面電池回收的價值還不足以抵消處理的成本,企業入不敷出,往往都是半途而廢。”蔣主任說。而作為消費者,拿著一塊塊的廢舊手機電池,也是不知道該怎么辦,只能和生活垃圾一起扔掉。廢舊電池成了名副其實的“三不管”產品――國家不管,廠商不管,用戶不管。
“電池回收是需要大成本的,把一個個廢舊電池從用戶手中收起來并不是就完事了。回收以后的處理才是關鍵,設備的引進,技術的研究,人員的培訓,廠房的建造,這都是需要花大筆錢的,誰來出錢?消費者?電池制造廠?手機生產商?還是國家?”一個不愿透露姓名的廠商如是說。雖然有一些偏激,但是不得不承認,他的話還是有一些道理的。
“IT產品廢舊電池回收確實是一個老大難問題。現在我們要做的,就是試圖從根本上解決電池污染的問題,除了加強IT產品廢舊電池的回收,還要做的就是電池的研制和電池標準化的起草及推廣。”蔣京鑫主任表示。
電池標準化,路在何方?
如果電池統一標準,對用戶來說,是百利而無一害的。手機電池標準化能解決手機電池不能互換的問題,用戶可以在不同品牌的手機中使用相同的電池,電池數量將會大大減少;同時,如果用戶想更換新手機,原來的手機電池仍然可以繼續使用,這樣,消費者的使用成本也就降低了,廢舊電池的產生速度也會大大降低,有利于避免浪費、減少電池垃圾污染。
令人欣慰的是,據蔣主任介紹,手機電池標準化已經提上了日程,現在,手機電池的標準草案已經擬出,下一步將提交討論,預計在今年年底能夠開始實施。按照該標準生產的手機電池將會從尺寸上進行規范,每種尺寸電池的金屬觸點(給手機供電的接觸點位置)和電參數均要保持一致,而對電池容量并不會有要求,而且也不排斥市場上存在某些因外形需要而生產的“特種電池”。
但是,我們要看到,電池標準化的路還很漫長。
先來看看手機充電器標準化的情況。2006年12月14日,信產部頒布《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法》。對手機充電器的標準進行了統一。按照規定,從2007年6月14日起,入網的所有新品手機必須通過充電器標準認證,否則無法獲得入網許可。但是,許多廠商對這一新標準都產生了抵觸情緒,原因是這會對他們的經濟效益產生負面影響。特別是專門制造充電器的生產商,更是首當其沖,受到的影響也是不言而喻的。在社會的一片叫好聲和廠商的一片叫苦聲中,信產部也不得不放寬標準,將截止時間設定在今年年底。值得注意的是,在充電器標準醞釀之初,起草者同樣希望市場能成為推動標準廣泛執行的力量,然而最后卻事與愿違,不得不借助強制手段。
充電器標準的前景尚且撲朔迷離,電池標準化的進程更是阻力重重。
首先,與充電器標準化相同,電池標準化將大大影響電池制造廠商和手機制造商的利益。電池標準化后,商家一個重要的收入來源被截斷了,電池制造商還不得不重新投入人力物力,進行新電池的開發和研制,手機廠商也得重新按照電池的規格來對手機做“手術”,同時,標準化意味著商家需要在同質化的條件下競爭,慘烈的價格戰在所難免。這些都是各個商家所不愿看到的事情。對此,大多數電池生產商在接受采訪時都不愿意多談,只是表示現在還沒有接到任何關于電池標準化的消息。“我們也在關注當中,并且,在國家正式相關規定之前,我們也會提前有一定的準備和應對措施。”某電池廠商說。
其次,電池的標準不統一問題。現在國際上還沒有哪一個國家對手機電池進行標準化,沒有可以參考的執行標準。因此,起草者在制定標準時,必定會參照現有電池的型號,也就必然會有所偏重。要做到不偏不倚,對每一家手機生產商都是公平的,這的確很難。那么,是以國產手機作為參照,還是以進口手機作為參考?是以手機銷量來看,還是以電池銷量來看?這是起草者不得不慎重考慮的問題。
同樣,筆記本電腦電池的各個廠商之間也是各自為政,不僅形狀不一樣,而且就算是同一廠商的相同型號的筆記本電腦,電池的形狀接口也不盡相同,使筆記本電腦幾乎喪失了循環利用的可能。筆記本電腦電池統一標準的呼聲日益高漲,希望不久的將來,能看到筆記本電腦電池標準化相關政策的出臺。不過,這也得等到電池標準化這個“先鋒”出成果之后再說了。
評論:電池變“綠”需要各方共同努力
讓電池變“綠”,不是一兩個人的事,也不是一兩個企業的事,這需要全社會的共同關注,共同努力。
首先,國家是政策的起草者、執行者和監督者,要想實現資源的可再生利用,減少廢棄電池對環境的污然,國家出臺相關政策法規,對電池回收進行規范化、法律化,已經迫在眉睫。
而廠商的支持則是最為關鍵的環節,關乎成敗。其實,對企業自身而言,環保也已勢在必行。某營銷專家曾說過,企業一定是以產品啟程,品牌為終點。而在今天的企業品牌建設當中,社會責任已經成為不能忽視的一個重要因素。在這方面,業內不乏案例,既有負面的也有正面的。前一段時間中國移動攜手眾多知名手機廠商開展的“綠箱子環保計劃”就給所有電池生產廠商做出了很好的表率。一方面,生產廠商應設置專門完善的電池回收渠道,并采取更多的優惠政策引導使用者參與到電池回收的行動當中來;另一方面,應加大無污染電池的研發投入,爭取盡快生產出真正可循環使用,無污染的“綠色”電池。
作為用戶,在IT產品電池的使用中,應學會科學的使用方法,盡量延長電池使用壽命,減少電池更換頻率,同時,應積極響應政府的號召,主動關注、參與到廢舊電池回收的活動中來。
筆者相信,在國家政策的宏觀調控下,在廠商和用戶的共同努力下,我國的廢舊電池回收問題一定能得到解決,IT產品電池定會披上“綠色”的外衣。
鏈接一:世界其他地區手機廢舊電池回收狀況
我國香港: 2006年9月,香港政府宣布了7項減少家居廢物的重要措施,其中之一就是“產品責任制”。 在產品責任制下,生產商在棄用產品的管理方面將擔當主要角色,政府則從旁協助計劃的推行,并鼓勵市民參與。產品責任制同時希望消費者把棄置的移動電話電池交到回收點。手機電池回收機構將在繁華地段設立75個回收點,放置特別設計的手機電池收集箱。 回收的電池經分類后將運往海外實施循環再造。
歐盟:德國、法國等國采用的是“應用產品責任制,促進廢棄物回收、再生和處置”的方法,這與香港的回收方法有些類似。2006年歐盟產業報告強制要求增加手機電池的回收比例,到2012年的時候,四分之一的移動電池必須被回收,而該比例在2016年要提高到45%。歐盟主席認為,從目前的情況看來,達到25%的比例在歐盟27個成員國似乎并不難,但45%的回收率則絕對是一個挑戰,即使是西歐這樣十分注重環保的地區也難以達到如此之高的水平。
日本:日本相關法規規定,要求商店和廢品回收站必須擔當起區分有毒電池和無毒電池的責任,并對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池實行押金制度,當消費者拿舊電池來換時,可以自動扣除押金。對于廢舊電池,采用強制回收的方法,規定了電池生產廠家回收電池的比例,因此對鉛酸電池,日本可做到100%的回收,二次電池和手機電池也正在通過生產廠家的配合積極開展。
美國:于2002年正式啟動了包括手機在內的廢舊家電產品的循環再生計劃。
一、電池中的有害物質及危害
1.酸和堿。電池的電解質通常是酸和堿,因此,當電池不用時,如果不加處理,酸堿進入土壤和水域中,將對土壤和水質造成很大的污染。
2.金屬離子。電池中一般含有這些金屬:汞、鎘、鋅、鎳、錳等。這些金屬進入環境后,危害非常驚人,汞及其化合物毒性都很大,特別是汞的有機化合物毒性更大。魚在含汞量0.01~0.02毫克/升的水中生活就會中毒;人若食用0.1克汞就會中毒致死,汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道不同途徑侵入人體。食用被汞污染的水產品,可使人的神經系統受到嚴重破壞,頭暈、四肢末梢麻木,記憶力減退,神經錯亂,甚至死亡。鎘是一種毒性很大的重金屬,其化合物也大都屬毒性物質,震驚世界的日本“痛痛病”就是因鎘污染而致。鎘對人體組織和器官的毒害是多方面的,且治療極為困難。
二、應對措施
廢舊電池污染問題,早已引起了全球各國的關注,各國紛紛采取各種措施,來解決日趨嚴重的廢舊電池問題。目前國際上采用的方法,主要有如下幾種:
1.固化深埋、存放于廢礦井。將廢電池都運往專門的有毒有害垃圾填埋場,但這種做法不僅花費太大,而且還造成浪費,因為其中有不少可作原料的有用物質。
2.回收利用。(1)熱處理。熱處理的方法花費較高,耗能高,且對技術要求也很高。(2)“濕處理”。將廢舊電池溶解于硫酸,然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬,用這種方式電池中包含的各種物質有95%都能提取出來。濕處理時可省去分揀環節,其成本雖然比填埋方法略高,但貴重金屬原料不致丟棄,也不會污染環境。(3)真空熱處理法。首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池,廢電池在真空中加熱,其中汞迅速蒸發,即可將其回收,然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取鎳和錳。
三、我國的方法
由于廢舊電池的處理工序復雜,而且成本很高,所以,在我國目前并沒有成熟的處理廢舊電池的方法和程序。不過最近有人提出廢舊電池回收程序:(1)設置廢舊電池回收箱;(2)定期專人上門收集;(3)電池分類(普通電池、紐扣電池);(4)市內庫房分類儲存;(5)集中到一定數量后運至郊區設置地點,依電池種類裝入集裝箱內封存,直至國內成熟廢電池回收技術出臺。
四、建議
關鍵詞:廢舊電池 重金屬污染 回收再利用
一、廢舊電池的污染及危害
在現實生活中廢舊電池的污染已成為相當嚴重的問題,我們日常所用的普通干電池。它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅、鎳等各種金屬物質。廢舊電池被遺棄后,電池的外殼會慢慢腐蝕,其中的重金屬物質會逐漸滲入水體和土壤,造成污染。如果人一旦食用受污染的土地生產的農作物或是喝了受污染了的水,這些有毒的重金屬就會進入人的體內,慢慢的沉積下來,對人類健康造成極大的威脅!據測量一節一號電池爛在土壤里,可以使一平方米土地失去利用價值;一個扣鈕電池可以污染60萬升水,相當于一個人一生的飲水量。廢舊電池造成的污染是驚人的。下面著重介紹電池中所含的幾種金屬對人類的危害。
1.錳: 過量的錳蓄積于體內引起神經障礙,早期表現為綜合紊亂。較重者出現兩腿發沉,語言單調,表情呆板,感情冷漠,常伴有精神癥狀。
2.鋅:鋅的鹽類能使蛋白質沉淀,對皮膜粘膜有刺激作用。當在水中濃度超過10-50毫史/升時有致癌危險,可能引起化學性肺炎。
3.鉛:鉛主要作用于神經系統、活血系統、消化系統和肝、腎等器官能抑制血紅蛋白的合成代謝過程,還能直接作用于成熟紅細胞,對嬰幼兒影響甚大,它將導致兒童體格發育遲緩,慢性鉛中毒可導致兒童的智力低下。
4.鎳:鎳粉溶解于血液,參加體內循環,有較強的毒性,能損害中樞神經,引起血管變異,嚴重者導致癌癥。
5.鎘:鎘進入人體使人的肝和腎受損,也會引起骨質松軟,重者造成骨骼變形。
6.汞:它在這些重金屬污染物中是最值得一提的,這種重金屬,對人類的危害,確實不淺。長期以來,我國在生產干電池時,要加入一種有毒的物質――汞或汞的化合物。我國的堿性干電池中的汞的含量達到1-5%,中性干電池為0.025%。全國每年用于生產干電池的汞具有明顯的神經毒性,此外對內分泌系統、免疫系統等也有不良影響。1953年,發生在日本九州島的震驚世界的水俁病事件,給人類敲響了汞污染的警鐘。
以上這些金屬的污染最大特點是在自然界不能降解,只能通過凈化作用,才能將污染消除。重金屬的污染,威脅著人類的健康,如果人類忽視對重金屬污染的控制,最終將吞下自釀的苦果,因此,加強廢舊電池的回收就更顯重要了。
二、廢舊電池的回收
對廢舊電池的回收利用應該有嚴格的程序:
1.放置專用的廢舊電池回收桶
2.定期專人上門收集
3.電池分類
4.庫房分類并安全儲存
5.集中到一定數量后運至專門的處理廠
6.處理利用稀有重金屬
在這個程序中,回收是第一步,沒有回收就沒有處理,做好回收工作是關鍵,好的開頭是成功的一半。
三、廢舊電池的處理
國際廢舊電池處理方式。國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放于廢礦井,回收利用。
1.固化深埋、存放于廢礦井
廢電池一般都運往專門的有毒、有害垃圾填埋場,但這種做法不僅花費太大而且還造成浪費,因為其中尚有不少可作原料的有用物質。
2.回收利用
(1)常壓熱處理法
常壓冶金法在處理廢舊電池時,通常有兩種方法:一是低溫下加熱舊電池,可提取揮發出的汞,溫度更高時回收鋅和其他重金屬。二是在高溫下焙燒廢舊電池,使其中易揮發的金屬及其氧化物揮發,殘留物可作冶金中間物產品或另行處理。
(2)真空熱處理法
真空熱處理法需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池,廢電池在真空中加熱,其中汞迅速蒸發,即可將其回收,然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取鎳和錳。
(3)濕處理法
廢舊電池的濕法處理技術是基于電池中金屬及其化合物溶于酸的原理,除鉛蓄電池外,各類電池均溶解于硫酸,然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬,用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈。
四、對廢舊電池危害的認識
廢舊電池造成的污染已相當嚴重,但卻未受到足夠的重視。通常情況下人們對廢舊電池的處理就隨手一丟,大多數人會認為這是很正常的。也許多數人會問: “ 就這么一個小東西對于地球來說,能有什么了不起呢!還說什么破壞?”所以處理廢舊電池最大的困難是在目前認識水平上產生的技術困難和經濟困難,歸根到底還是與認識相關。
廢舊電池的回收是件利國利民的大事,建立一個完善有效的回收網絡和體系,加強宣傳引導,科學地認識廢電池對環境的影響。鼓勵公民積極參與回收廢電池的活動。 對廢舊電池做善后處理的同時,也需要從源頭上做出努力,要求制造商逐步降低電池中汞含量,最終禁止向電池中添加汞,并且逐步淘汰含鎘電池。
參考文獻:
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[關鍵詞] 電動車;電機;電池;能量回收
[DOI] 10.13939/ki.zgsc.2016.28.104
隨著中國經濟的蓬勃發展,我國汽車工業也迎來了高速發展的時期。但是,隨著汽車的普及,能源消耗、環境污染等問題也紛紛出現。世界各國對解決這類問題的呼聲日益高漲,新能源汽車產業應運而生,不僅因為天生的環保特性得到了國家的大力支持,也因為其相對燃油汽車低廉的使用成本逐漸被百姓接受。國際汽車巨頭早已對電動車展開了研制工作,我國政府也早在“八五”期間就把其列為科技攻關項目,經過長期發展,自主品牌也有大批新能源汽車面世。坦率地說,我國電動汽車正處于一個相對技術薄弱但潛力巨大的時期,只有加強技術攻關、妥善解決電動汽車關鍵技術問題,才能開辟我國電動汽車的巨大市場。
1 動力電池
傳統汽車以液態汽油或柴油作為燃料,而電動汽車用電動機驅動,用蓄電池、超級電容、燃料電池或動能電池作為能源。電池性能的好壞直接決定了電動汽車的續航里程、最高車速等行駛性能。世界電動車協會主席陳清泉院士曾指出我國電動車電池技術存在兩個問題,即對電池缺乏深層次分析和缺乏科學的評價體系。這不僅需要科研院校、電動汽車企業加強在這方面的研究,也需要國家給予資金支持,同時出臺相對應的法律規范、國家標準引導行業發展。
鉛酸蓄電池、鋰離子電池、聚合物電池、磷酸鐵鋰電池及超級電容的單體電壓、比能量、比功率、循環壽命等性能如表1 所示。由表1可知,每種電池均有一些性能短板。總體來講,鋰離子電池性能相對優秀,比能量、比功率十分出色,未來解決其安全性問題后有大量應用的可能。超級電容充電時間短、使用安全、比功率大,但其缺陷在于比能量低,電動汽車采用后續航里程會受到相當的限制,運行里程不大的城市公交可以采用,在其路線兩端建立充電站,這樣超級電容充電速度快的優點就能充分發揮。
目前,動力電池存在以下缺點:①能量密度普遍較低,汽油的能量密度為1.2W?h/kg;②續航里程較短;③電池組價格昂貴且壽命有限;④電池組重量較大,增大行駛阻力消耗能量。目前國際知名電動汽車廠商特斯拉采用的是鋰離子電池,日韓企業多采用錳酸鋰電池,而國內電動車領頭羊比亞迪采用的是磷酸鐵鋰電池,電動車電池未來的路還很漫長,需要各家廠商繼續投入時間和資金進行研究和探索。
2 驅動電動機
電動機驅動電動車行駛,是電動汽車的核心部件,電動機性能直接決定電動汽車驅動系統性能。欲使電動汽車具有良好的駕乘體驗,驅動電動機應該具有較寬的調速范圍、足夠高的轉速和足夠大的啟動扭矩,還必須擁有重量輕、體積小、效率高的特點。電動機在充分滿足汽車的運行需求的同時,還需保證行駛時的舒適性和續航范圍大等性能。新能源汽車用電動機為滿足上述要求,必須按照比普通工業用電動機更為嚴格的技術規范設計生產。
從表2中可以看出,永磁電動機具有高效率、高控制精度、良好的轉矩平穩性及低振動噪聲等特點,通過合理的設計磁路結構能獲得較高的弱磁性能,在電動車驅動方面具有很好的應用價值,但目前其成本較高,隨著稀土永磁材料的開發,未來擁有廣闊的前景。開關磁阻電動機驅動系統是高性能機電一體化的產品,最高轉速大、調速靈活、成本低廉、工作可靠,但其因噪聲大、設計復雜、控制性能較差等原因還沒有廣泛使用。目前還沒有完全符合電動汽車電動機工作特性的電動機,未來還需要改進、加強設計以滿足電動車的需要。
3 能量回收系統
電動車能量回收指的是當車輛制動時,將車輛的動能依靠發電機回收存儲在電動車電池當中。因電動車自身電池容量限制,所以能量回收是電動車設計當中需要著重考慮的問題。研究表明,當行駛工況變化頻繁時,采用制動能量回收可以至少提高20%的續航里程。現有的解決方案通常是直接向蓄電池充電來吸收制動所產生的能量,但由于蓄電池難以實現短時間大功率充電、循環次數有限、成本較高。為此,有研究人員提出采用超級電容的方式吸收制動能量回收的觀點,由表1我們可以看出,超級電容比功率大、壽命長,充電迅速,而且擁有可以平滑放電的優點。該裝置不僅可以延長電動車續航里程、增加電池壽命,還能避免發生汽車緊急制動時車輪抱死的情況,提高汽車操作穩定性。
4 能量管理系統
電動車電池是電動車行駛的動力來源,而且目前電池的容量較小,所以我們更應該精細控制電池的使用,優化電池放電曲線,提高比功率。能量管理系統應設計有電子控制單元,對從各傳感器傳回的信號處理分析,做出合理控制,使電池工作處于一個良好的工作狀態。
5 結 論
本文通過對電動車技術關鍵部分進行綜述,得出以下結論:
(1)電池技術是電動車發展的首要問題,電池性能的提高、價格的降低、壽命的延長對電動車的普及有舉足輕重的意義。
(2)電動機作為電動汽車的動力裝置,目前還沒有一種電動機能完全符合電動車運行要求,目前大量使用的是交流異步電動機,但未來永磁電動機、開關磁阻電動機如果能解決自身缺點那么會有良好的推廣前景。
(3)能量回收系統能增加電動車續航里程,對于電動車的使用性能有所改進,同時能節約能源,保護環境。
(4)能量管理系統對電池工作管理直接影響電池的各項性能指標,能為電池良好的運行帶來保證。
參考文獻: