化學電池的影響與回收利用

吳宥蓉

【摘要】化學電池在我們的生活中隨處可見，并有利于促進電能轉化，推動社會發展。基于此，筆者根據生活中接觸到的電池種類，對其原理、影響及回收利用進行了介紹，通過本文的分析，希望能給予大家對化學電池的了解，樹立環保意識，以做一名合格的中學生。

【關鍵詞】化學電池 影響 回收利用 原理

隨著科學技術的推進，我們對電子產品越來越依賴，電池的使用量也越來越多，而如果化學電池沒有得到合理處理，將會對環境和人體健康造成極大的困擾，所以對其影響與回收利用進行探討，不僅具有非常重要的現實意義，對于我們高中生環保理念的樹立也有著積極作用。

一、化學電池的概述

（一）原理

所謂化學電池，就是能將化學轉變為電力能量的一種裝置，而電解質溶液、浸在溶液中的正負極和連接電極的導線是其中的主要部分，同時電勢差的產生主要是利用發生在兩個電極之間的金屬性差異，這種差異的存在會引起電子的流動，由此產生電流。其次原電池反映屬于放熱的氧化還原反應，與一般的氧化還原反映有所區分，而電子轉移是還原劑在負極上因失電子而發生了氧化反應，并非是通過氧化劑和還原劑之間的相互結合所發生的，同時從能量轉化方面來看，原電池把化學能量轉化為電能，而從化學反應的角度來看，原電池的原理是氧化反應中的還原劑失去的電子通過導線而傳遞的，是反映在兩個電極上呈現出的不同表現。

（二）種類

據筆者向老師咨詢后了解到，化學電池按不同的工作類型可分為：一次電池（原電池）、二次電池（蓄電池）、鉛酸蓄電池，其中，一次電池主要包括：糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、一次鋰錳電池等；二次電池可涵蓋為：鎘鎳電池、氫鎳電池、二次堿性鋅錳電池；而鉛酸蓄電池可概括為：開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。由于科學技術的不斷發展，一些新型化學電池也開始出現，比如：氫氧燃料電池、海水電池、磷酸型燃料電池等。而干電池，也就是鋅錳干電池的總稱，其的總反應式為：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+Mn2O3+H2O或

2Zn+4NH4Cl+2MnO2=[Zn（NH3）2]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O，

由上我們大家可知，電解質溶液吸收正極生成的氨，二氧化錳將氨氣氧化成水，并且在使用過程中由于鋅皮會腐蝕，而且不能進行充電將其復原，因此可以看出，這種電池不能長時間連續利用，并且電量小，若在使用過程中不加注意，極易引起漏液現象。

二、化學電池的危害

（一）鉛酸電池

廢舊鉛酸電池的硫酸及鉛、銻、砷、鎳等重金屬會對環境產生污染，同時在電池的回收利用過程中，鉛粉塵是主要污染物，并有可能會進入人體的血液中，而如果血液中的鉛含量超過，就會造成貧血、腹痛和脈搏減弱，以及神經代謝、生殖等方面的疾病，嚴重時還會致人死亡。另外從節約能源的角度出發，廢電池可以看成是部分金屬資源存在的另外一種形式，其中仍含有大量的可再生資源。

（二）鋰離子電池

在化學的學習過程中，我們知道LiCoO2與水、酸或氧化劑會發生強烈反應，燃燒或受熱后還會分解產生有毒的鋰、鈷氧化物，而重金屬鈷污染會使環境升高，同時LiMn2O4與有機溶劑或還原劑或強氧化劑（雙氧水、氯酸鹽等、金屬粉末等）發生反應后，可產生有毒氣體Cl2，但由于LiNiO2受熱會分解為Li2O、NiO和O2，遇水、酸后會發生分解，因此會促使其產生氧氣，使環境pH升高。

（三）鎳氫電池

氫鎳電池是以Ni（OH）2為正極材料，貯氫合金材料為負極材料的堿性二次電池，電極反應如下，正極：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+

e-負極：M+H2O+e-=MH+OH-，當電池放電時，在正極上生成氫：2H2O+e-

→H2+2OH-，在負極上消耗氫：H2+2OH-→2H2O+2e-，且金屬氫化物中的氫會被氧化成H2O釋放到外電路中，而NiOOH正極會被還原成氫氧化鎳，同時當電池充電時，水會電解生成H2，并會被貯氫合金所吸收，氫氧化鎳氧化成NiOOH，因此總體來看，無論是過充電還是過放電反應，總體上均沒有發生凈變化。其次隨著鎳氫電池產量和使用量的日益增加，鎳鹽可引起金屬熱劇烈，瘙癢和濕疹，羰基鎳可引起頭痛、頭暈、頭步態不穩、惡心、嘔吐、胸悶等麻痹神經系統，嚴重時會刺激呼吸道，從而引起炎癥和肺水腫。

三、化學電池的應用

（一）從黑色混合物中提取

（1）濾液中提取氯化銨；黑色混合物濾液中的主要成分是氯化銨和氯化鋅，兩者在不同的溫度下的溶解度差異較大，因此氯化銨在100℃開始顯著揮發時，當氣溫達到338℃時會開始離解，350℃時開始升華，所以利用氯化銨的溶解性原理和自身的化學性質，可以將氯化銨從濾液中提取出來。

（2）從濾渣中提取MnO2；黑色混合物的濾渣中含有二氧化錳、炭粉和其它少量有機物，將之用水沖洗濾干固體，灼燒以除去炭粉和其它有機物，然后煅燒可得到MnO2，而如果要得到更加純凈的MnO2，則需進一步采取化學方法進行提純。

（二）綜合回收利用

（1）濕法；電解質溶液中的部分金屬和廢金屬物質可以溶于酸，利用這類反應能夠有效實現化學電池的回收利用，其原理是使酸與化學電池中的某些物質發生反應，從而生成可溶性鹽，然后再將純化過的可溶性鹽溶液進行電解，使其產生純度較高的金屬單質和相應氧化物，此法還可用于生產化工產品或化肥。

（2）干法；其是指將化學電池進行分類后，在600-800℃的高溫環境下進行焙燒，以使其中的金屬及其化合物進行充分的氧化還原反應和分解反應的方法，相對濕法，干法的處理成本較高，操作難度也較大，舉例來說，就是通過將化學電池磨碎送往高溫爐內進行加熱的方法，從而通過控制不同的溫度，以得到不同溫度條件下的揮發物質。

四、總結

總之，對化學電池的原理及影響、利用進行分析，不僅可使我們了解到化學電池在生活中的運用，也點出了對生活環境造成的危害，所以我們不僅要努力提升自身素養，同時還要多多加強宣傳活動，樹立環保意識，做一個有思想、有文化、有強烈社會責任感的優秀學生。

參考文獻：

[1]馬云梅.淺談化學電池的危害與回收利用[J].陜西教育（高教版），2011，（Z1）.endprint