關于廢舊鎳氫電池回收再利用分析

摘 要：鎳氫電池作為一種綠色動力能源，具備著使用壽命長、性能高，無污染等顯著優勢，在世界范圍內都得到了較為廣泛的應用。然而隨著鎳氫電池需求量的不斷提升，一些資源問題及環境問題也日益凸現出來，嚴重阻礙了社會的可持續發展。該文首先對鎳氫電池進行了簡要概述，然后介紹了我國廢舊鎳氫電池回收再利用過程中存在的問題，并就鎳氫電池回收處理技術作了進一步的分析，希望能為實際工作起到一定的指導作用。

關鍵詞：鎳氫電池 回收利用 技術

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0092-01

鎳氫電池電池不僅具有輸出功率大、能量密度高的特點，同時其電極材料內部還不含鉛、鎘、汞等嚴重污染環境的重金屬元素，是一種有利于環保的可重復使用資源。而這些顯著的優勢使其不論是在工、農業領域，還是在人民實際生活領域都得到了較為廣泛的應用。但是也正是由于鎳氫電池與日俱增的使用量，使得相關制造材料，如電極活性材料以及有色金屬材料等礦產資源呈現出了日益枯竭的發展趨勢，嚴重威脅人類社會的可持續發展。如何提升鎳氫電池的回收率與利用率也顯得迫在眉睫。

1 鎳氫電池的基本概述

鎳氫電池的產生是環境意識的提升和電子信息產業發展的必然結果，而它的發展與進步則離不開航天高壓鎳氫電池的發展與應用。鎳氫電池有著極為復雜的組成結構，具體包含正負極板、隔板、密封墊片、絕緣蓋板、金屬外殼、塑料套管、電解液、負極桶以及正極蓋等。另外，鎳氫電池作為一種堿性電池，其正極采用的是鎳電極，而負極采用則是氫氧化物電極，其電解質則為氫氧化鉀水溶液[1]。在鎳氫電池充電時，鎳氫電池正極上的Ni（OH）2將轉化成NiOOH，覆蓋在電極上水分子則會在負極上還原成氫原子，而還原后的氫原子會吸附于電極并形成吸附態的MH，并擴散到負極貯氫合金內部而被吸收形成固體MH。當溶解于貯氫合金中的氫原子不斷增多時，氫原子則會與合金進行反應，形成的β-MH在合金中擴散慢，即對充電過程進行控制。而在鎳氫電池放電時，NiOOH由于得到電子而轉變成 N（iOH）2，MH內部的氫原子擴散到表面而形成氫原子，且呈吸附態，進而再產生電化學反應形成水分子與貯氫合金。

2 我國廢舊鎳氫電池電池回收再利用存在的問題

廢舊鎳氫電池的回收經濟價值很高，因為其電池內部擁有著大量的鎳，鉆以及稀土等珍貴礦產資源。加大廢舊鎳氫電池的回收力度，不僅有益于減少電池成本，還能夠有效促進社會經濟效益的提升，對社會的可持續發展有著極為重要的現實意義。然而從目前情況來看，我國針對于廢舊鎳氫電池的回收，仍然處于起步階段，其回收利用水平與西方等發達國家仍然存在著一定的差距，而究其原因，主要是由以下三個方面造成的。其一，鎳氫電池的產銷量相對發達國家而言較少，失效的廢舊電池數量不足夠多，致使相關技術人員未能對廢舊電池回收利用技術研究方面進行足夠的重視。其二，人民群眾的回收意識較為薄弱，環保意識不強，并未能認識到廢舊鎳氫電池回收的重要性，往往將廢舊的鎳氫電池連同生活垃圾一起進行丟棄與處理。其三，鎳氫電池的化學成分較為復雜，即鎳氫電池不僅在內部金屬構造上較為繁雜，在存在形式方面也較為復雜，這便使的回收利用廢舊鎳氫電池的難度有所增強[2]。

3 鎳氫電池回收處理技術分析

目前為止，處理廢舊鎳氫電池電池的技術主要包含濕法冶金、火法冶金、生物冶金以及廢舊鎳氫電池直接再生技術等，現按其先后順序依次展開具體討論如下。

3.1 濕法冶金技術

該技術通過利用鎳氫電池內部各種化合物及金屬能夠溶解于酸、溶液中的特性，來將其進行溶解以促使其形成離子溶液，并運用化學沉淀、置換以及選擇性浸出等回收方式對其中的有價金屬進行回收的一種技術。濕法冶金技術能夠使得鎳氫電池中的各類金屬得到有效回收，在回收產品的純度上也較高[3]。但該方式也存在著一定的不足，即技術工藝流程過于復雜，且浸出液體的腐蝕性較強，倘若處理方式存在不當則極易引發二度污染。另外，在原料消耗成本上也較大，獲取的經濟效益不夠顯著，為此，該方法在廢舊鎳氫電池回收工作上的應用也呈現出了逐年縮減的趨勢。

3.2 火法冶金

火法冶金技術是一種理想的處理廢舊電池的方法，它是利用廢舊鎳氫電池中各個金屬在熔點與沸點上的差異性，來將廢舊電池進行加溫、分離處理，以使電池中的化合物及金屬進行氧化、還原、分解和冷凝，進而達到回收金屬的目的[4]。火法冶金技術又可分為真空冶金法和常壓冶金法。前者既是在密封的環境下進行的，后者則是在大氣中進行的。火法冶金處理技術的具有較強的可操作性，且回收率高，因而得到了較為廣泛的應用。

3.3 生物冶金技術

生物冶金技術是利用嗜酸微生物及其代謝物的直接作用或間接作用，產生氧化、還原、結合、吸附或溶解作用，并將其中的不溶性成分進行分離與浸提。該技術原理源自于礦物業的生物濕法冶金技術，為此生物冶金法又可稱之為生物瀝濾。生物冶金技術的優缺點都較為顯著，其中優點則是工藝流程簡單、操作便捷、消耗成本較低；缺點則是所需浸取時間較長且浸取率不高[5]。

3.4 廢舊鎳氫電池直接再生技術

該技術既是利用含有鎳離子的濃硫酸來對電池內部進行清理，并在保持一定溫度的基礎上對電池進行充電，以讓廢舊電池隔膜的親水性以及正負極的容量得到有效恢復，進而實現對鎳氫電池的再生。直接再生技術工藝操作性較強，且資源回收率較高。但由于該技術對原料的質量要求較高，且所得產品在雜質含量方面較高，使得該技術的應用得到了一定的限制。

4 結語

隨著社會的發展以及環境污染問題的日益加劇，廢電池的再生利用已逐漸成為了世界性的“陽光工程”。而我國要想做好這份具有良好發展前景的工作，就務必要充分認清廢舊鎳氫電池的回收的重要性，并廢舊鎳氫電池電池處理技術進行不斷的研究、創新、完善與應用，唯有如此，才能不斷提升鎳氫電池的回收利用效率，進而促進我國社會經濟效益的不斷提升。

參考文獻

[1]王大輝，張盛強，侯新剛，等.廢鎳氫電池負極材料中活性物質與基體的分離[J].蘭州理工大學學報，2011（3）：11-15

[2]吳巍，張洪林.廢鎳氫電池中鎳、鈷和稀土金屬回收工藝研究[J].稀有金屬，2012（1）：79-84.

[3]夏李斌，羅俊，田磊.廢舊鎳氫電池正極浸出試驗研究[J].江西有色金屬，2013（3）：32-33.

[4]鐘燕萍，王大輝，康龍.從廢棄鎳基電池中回收有價金屬的研究進展[J].新技術新工藝，2009（8）：81-86.

[5]孫艷，吳鋒，辛寶平，等.溫度對生物淋濾廢舊MH/Ni電池中重金屬影響研究[J].環境污染與防治，2013（5）：1-3，9.