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  • 电池

    化学电源俗称为电池,是一种利用物质化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能把化学能或者光能转变为电能的装置,主要有化学电池、太阳能电池和原子能电池。电池具有正极负极之分。电池使用过程电池放电过程,电池放电时在负极上进行氧化反应,向外提供电子,在正极上进行还原反应,从外电路接受电子,电流经外电路而从正极流向负极,电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。电池放电的负极为阳极,放电的正极为阴极,在阳极两类导体界面上发生氧化反应,在阴极的两类导体界面上发生还原反应。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 电池 英文名: Battery
    发明人: 赫勒森 发明年代: 1887年

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    发展历程/电池 编辑

    电池电池

    在古代,人类有可能已经不断地在研究和测试“电”这种东西了。一个被认为有数千年历史的粘土瓶在1932年于伊拉克巴格达附近被发现。它有一根插在铜制圆筒里的铁条-可能是用来储存静电用的,然而瓶子的秘密可能永远无法被揭晓。不管制造这个粘土瓶的祖先是否知道有关静电的事情,但可以确定的是古希腊人绝对知道。他们晓得如果摩擦一块琥珀,就能吸引轻的物体。

    在十八世纪的四五十年代,发电装置的改善和大气电现象的研究,吸引了物理学家们的广泛兴趣,1745年,普鲁士的克莱斯特利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时,受到猛烈的一击。可能是在这个发现的启发下,莱顿大学的马森布罗克在1746年发明了收集电荷的“莱顿瓶”。因为他看到好不容易收集的电却很容易地在空气中逐渐消失,他想寻找一种保存电的方法。有一天,他用一支枪管悬在空中,用起电机与枪管连着,另用一根铜线从枪管中引出,浸入一个盛有水的玻璃瓶中,他让一个助手一只手握着玻璃瓶,马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将中另一只手与枪管碰上,他猛然感到一次强烈的电击,喊了起来。马森布罗克于是与助手互换了一下,让助手摇起电机,他自己一手拿水瓶子,另一只手去碰枪管。

    1780年,意大利解剖学家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖时,两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而如果只用一种金属器械去触动青蛙,就无此种反应。伽伐尼认为,出现这种现像是因为动物躯体内部产生的一种电,他称之为“生物电”。伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣的,他们竞相重复枷伐尼的实验,企图找到一种产生电流的方法,意大利物理学家伏特在多次实验后认为:伽伐尼的“生物电”之说并不正确,青蛙的肌肉之所以起作用。为了论证自己的观点,伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。结果发现,这两种金属片中,只要有一种与溶液发生了化学反应,金属片之间就能够产生电流。1799年,伏特把一块锌板和一块锡板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来。用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验,电报机的电力来源。

    1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸电解液,解决了电池极化问题,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌─铜电池此后,这些电池都在电压随着使用时间延长而下降的问题。当电池使用一段时间后电压下降时,电池电压回升。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为“蓄电池”。然而,无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体,因此搬运很不方便,特别是蓄电池所用液体是硫酸,在挪动时很危险。也是在1860年,法国的雷克兰士(GeorgeLeclanche)还发明了世界广受使用的电池(碳锌电池)的前身。它的负极是的合金棒(锌-伏特原型电池的负极,经证明是作为负极制作材料的最佳金属之一),而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”。雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜,所以一直到1880年才被改进的“干电池”取代。负极被改进成锌罐(即电池的外壳),电解液变为糊状而非液体,基本上这就是现在我们所熟知的碳锌电池。

    1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,因此获得了广泛应用。1890年,爱迪生(Thomas Edison)发明可充电铁镍电池。

    工作原理/电池 编辑

    电子-模型图电子-模型图[1]

    电池使用过程电池放电过程,电池放电时在负极上进行氧化反应,向外提供电子,在正极上进行还原反应,从外电路接受电子,电流经外电路而从正极流向负极,电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。电池放电的负极为阳极,放电的正极为阴极,在阳极两类导体界面上发生氧化反应,在阴极的两类导体界面上发生还原反应。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质液的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能供电。

    电池电池

    在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行(见图)。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。 

    同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。按照热力学原理,在等温等压下,电池体系所能输出的最大功即体系的自由能增量为

    电池

    式中E为电池电动势(伏);电池为吉布斯反应自由能增量(焦);F法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。极化的原因有三:①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。

    常用标准/电池 编辑

    IEC标准即国际电工委员会(International Electrical Commission),是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织,其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC285,关于镍氢电池的标准是IEC61436,锂离子电池目前IEC标准,一般电池行业依据的是SANYO或Panasonic的标准。

    电池常用IEC标准有镍镉电池的标准为IEC602851999;镍氢电池的标准为IEC614361998.1;锂电池的标准为IEC619602000.11。 

    电池常用国家标准有镍镉电池的标准为GB/T11013_1996GB/T18289_2000;镍氢电池的标准为GB/T15100_1994GB/T18288_2000;锂电池的标准为GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000。

    另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C关于电池的标准及SANYOPANASONIC公司制定的关于电池企业标准。

    特点/电池 编辑

    电池电池
    ①可在电网或发电机不能或不易供电的场合提供直流电源;
    ②工作时无噪声,携带方便;
    ③由单体电池组成,可根据需要选用和组合。

    按照能量转换的方式,电池可分为:
    1、利用电化学反应将化学能直接转换成电能的化学电池,这类电池种类很多,应用很广,统称化学电源;
    2、利用光伏效应将太阳光能直接转换成电能的太阳电池;
    3、利用塞贝克效应将热能直接转换成电能的温差发电器;
    4、将原子核放射能直接转换为电能的核电池等。后三者都是利用物理效应,故又总称物理电源。

    电池技术/电池 编辑

    电池技术经过了长达数十年的发展。最初使用的是铅酸电池,这种体积巨大的电池至今仍在汽车上广泛使用。之后便是镍镉电池,这种充电电池开启了便携技术的新时代。然后就轮到了镍氢电池,它的容量扩大了一倍。现代化的电子设备和电动汽车都采用了锂电池。
    未来的电池技术将会采用更加复杂的名称,例如锂钴镍锰氧化物电池。这些材料的属性非常复杂,而目前的工作不仅是要搞清楚这些材料为什么能起效,还要搞清楚它们起效的方式——电子在材料中移动时遵循的基本物理原理。目前最受关注的就是锂氧电池和锂硫电池。如果能够成功,锂氧电池将比目前的锂电池实现一个数量级的跨越。[2]

    发展简史/电池 编辑

    1600年Gilbert(美国)建立对电池的研究基础。
    1791年Gavani(意大利)提出“动物电”学说。

    丹尼尔电池丹尼尔电池
    1800年Volta(意大利)制成了闻名当且沿袭至今的“伏打电堆”并介绍锌银电池堆。
    1831年Farate(英国)宣布法拉第定律
    1836年Danide(英国)发明丹尼尔电池
    1840年Armstrong(英国)发明水力发电机。
    1842年W.R.grove创制了氢-氧燃料电池。
    1859年Plante(英国)发明铅酸电池,1870年采用西门子发电机将铅酸电池改为二次电池。
    1866年Siemen(德国)对发电机进行改革。
    1868年Leclanche(法国)研制成功Zn-MnO2电池并于1876年用树脂作粘结剂改进原电池。
    1888年Gassner(美国)发明糊式勒克谢电池,其结构形式沿用至今。
    1889年Jungner(瑞典)二次Zn-Ag电池。
    1898年Jungner(瑞典)发明Ni-Cd碱性蓄电池。
    1900年Jungner(瑞典)碱性Zn-MnO2电池研制成功。
    1901年Jungner(瑞典)与Edison(美国)合作发明Fe-Ni碱性蓄电池。
    1901年Michaelowski(俄罗斯)发明Zn-Ni电池。
    锂离子电池锂离子电池
    1930年Drumm(爱尔兰)首先制备出实用的Zn-Ni电池。
    1932年Ackermann(德国)发明了烧结式电极板。
    1939年至1941年前苏联科学院院士A•H•ФPYMKUH研制成第一只实用型“氢-氧燃料电池”。
    1947年Neumann(法国)成功研制成密封式Ni-Cd电池。
    1950年前苏联、法、德烧结式开口Ni-Cd电池开始生产、碱性MnO2电池商品化。
    1960年代美、前苏联研制成氢-镍电池。
    1970年代(美国)Li-SOCL2、Li-SO2在美国军事及宇宙飞船上应用。
    1984年(荷兰)飞立浦公司解决了LaNi5合金在充放电过程中的容量衰减问题,拉开了MH-Ni电池开发热潮。
    1990年(日本)日本索尼公司宣布制成了锂离子蓄电池并于1992年商品化。
    1994年(美国)美国Bellcore公司宣布研制成功聚合物锂离子电池。

    电池分类/电池 编辑

    干电池干电池
    燃料电池

    燃料电池是一种将燃料的化学能透过电化学反应直接转化成电能的装置燃料电池是利用氢气在阳极进行的是氧化反应,将氢气氧化成氢离子,而氧气在阴极进行还原反应,与由阳极传来的氢离子结合生成水。氧化还原反应过程中就可以产生电流。燃料电池的技术包括了出现碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固态氧化物燃料电池(SOFC),以及直接甲醇燃料电池(DMFC)等,而其中,利用甲醇氧化反应作为正极反应的燃料电池技术,更是被业界所看好而积极发展。
    干电池
    常用的一种是碳-锌干电池。负极是锌做的圆筒,内有氯化铵作为电解质,少量氯化锌、惰性填料及水调成的糊状电解质,正极是四周裹以掺有二氧化锰的糊状电解质的一根碳棒。电极反应是:负极处锌原子成为锌离子(Zn++),释出电子,正极处铵离子(NH4+)得到电子而成为氨气与氢气。用二氧化锰驱除氢气以消除极化。电动势约为1.5伏。铅蓄电池最为常用,其极板是用铅合金制成的格栅,电解液为稀硫酸。两极板均覆盖有硫酸铅。但充电后,正极处极板上硫酸铅转变成二氧化铅,负极处硫酸铅转变成金属铅。放电时,则发生反方向的化学反应。铅蓄电池的电动势约为2伏,常用串联方式组成6伏或12伏的蓄电池组。电池放电时硫酸浓度减小,可用测电解液比重的方法来判断蓄电池是否需要充电或者充电过程是否可以结束。铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定,缺点是比能量(单位重量所蓄电能)小,对环境腐蚀性强。由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO2),负极板是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅(PbO2)渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH4〕)。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。随着蓄电池的放电,正负极板都受到硫化,同时电解液中的硫酸逐渐减少,而水分增多,从而导致电解液的比重下降在实际使用中,可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下,铅蓄电池不宜放电过度,否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体,这不仅增加了极板的电阻,而且在充电时很难使它再还原,直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好(尤其适于干式荷电贮存)、造价较低,因而应用广泛。采用新型铅合金和电解液添加纳米碳溶胶,可改进铅蓄电池的性能。如用铅钙合金作板栅,能保证铅蓄电池最小的浮充电流、减少添水量和延长其使用寿命;采用铅锂合金铸造正板栅,则可减少自放电和满足密封的需要。此外,开口式铅蓄电池要逐步改为密封式,并发展防酸、防爆式和消氢式铅蓄电池。
    铅酸电池
    铅酸电池(VRLA),是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
    铅晶蓄电池
    铅晶蓄电池应用的是专有技术,所采用的高导硅酸盐电解质是传统铅酸电池电解质的复杂性改型,无酸雾内化成工艺是定型工艺的革新。这些技术工艺均属国内外首创,该产品在生产、使用及废弃物中都不存在污染问题,更符合环保要求,由于铅晶蓄电池用硅酸盐取代硫酸液作电解质,从而克服了铅酸电池使用寿命短,不能大电流充放电的一系列缺点,更加符合动力电池的必备条件,铅晶电池也必将对动力电池领域产生巨大的推动作用。
    铁镍蓄电池
    也叫爱迪生电池。铅蓄电池是一种酸性蓄电池,与之不同,铁镍蓄电池的电解液是碱性的氢氧化钾溶液,是一种碱性蓄电池。其正极为氧化镍,负极为铁。电动势约为1.3~1.4伏。其优点是轻便、寿命长、易保养,缺点是效率不高。
    镍镉蓄电池
    正极为氢氧化镍,负极为镉,电解液是氢氧化钾溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长,常用于小型电子设备。
    银锌蓄电池
    正极为氧化银,负极为锌,电解液为氢氧化钾溶液。银锌蓄电池的比能量大,能大电流放电,耐震,用作宇宙航行、人造卫星、火箭等的电源。充、放电次数可达约100~150次循环。其缺点是价格昂贵,使用寿命较短。
    燃料电池
    一种把燃料在燃烧过程中释放的化学能直接转换成电能的装置。与蓄电池不同之处,是它可以从外部分别向两个电极区域连续地补充燃料和氧化剂而不需要充电。燃料电池由燃料(例如氢、甲烷等)、氧化剂(例如氧和空气等)、电极和电解液等四部分构成。其电极具有催化性能,且是多孔结构的,以保证较大的活性面积。工作时将燃料通入负极,氧化剂通入正极,它们各自在电极的催化下进行电化学反应以获得电能。燃料电池把燃烧反应所放出的能量直接转变为电能,所以它的能量利用率高,约等于热机效率的2倍以上。此外它还有下述优点:①设备轻巧;②不发噪音,很少污染;③可连续运行;④单位重量输出电能高等。因此,它已在宇宙航行中得到应用,在军用与民用的各个领域中已展现广泛应用的前景。
    太阳电池片太阳电池片
    太阳电池

    把太阳光的能量转换为电能的装置。当日光照射时,产生端电压,得到电流,用于人造卫星、宇宙飞船中的太阳电池是半导体制成的(常用硅光电池)。日光照射太阳电池表面时,半导体PN结的两侧形成电位差。其效率在百分之十以上,典型的输出功率是5~10毫瓦每平方厘米。
    温差电池
    两种金属接成闭合电路,并在两接头处保持不同温度时,产生电动势,即温差电动势,这叫做塞贝克效应(见温差电现象),这种装置叫做温差电偶或热电偶。金属温差电偶产生的温差电动势较小,常用来测量温度差。但将温差电偶串联成温差电堆时,也可作为小功率的电源,这叫做温差电池。用半导体材料制成的温差电池,温差电效应较强。
    核电池
    把核能直接转换成电能的装置(核发电装置是利用核裂变能量使蒸汽受热以推动发电机发电,还不能将核裂变过程中释放的核能直接转换成电能)。通常的核电池包括辐射β射线(高速电子流)的放射性源(例如锶-90),收集这些电子的集电器,以及电子由放射性源到集电器所通过的绝缘体三部分。放射性源一端因失去负电成为正极,集电器一端得到负电成为负极。在放射性源与集电器两端的电极之间形成电位差。这种核电池可产生高电压,但电流很小。它用于人造卫星及探测飞船中,可长期使用。
    原电池
    经一次放电(连续或间歇)到电池容量耗尽后,不能再有效地用充电方法使其恢复到放电前状态的电池。特点是携带方便、不需维护、可长期(几个月甚至几年)储存或使用。原电池主要有锌锰电池锌汞电池锌空气电池固体电解质电池锂电池等。锌锰电池分为干电池和碱性。制造最早而至今仍大量生产的原电池。有圆柱型和叠层型两种结构。其特点是使用方便、价格低廉、原材料来源丰富、适合大量自动化生产。但放电电压不够平稳,容量受放电率影响较大。适于中小放电率和间歇放电使用。新型锌锰干电池采用高浓度氯化锌电解液、优良的二氧化锰粉和纸板浆层结构,使容量和寿命均提高一倍,并改善了密封性能。
    碱性锌锰电池
    以碱性电解质代替中性电解质的锌锰电池。有圆柱型和钮扣型两种。这种电池的优点是容量大,电压平稳,能大电流连续放电,可在低温(-40℃)下工作。这种电池可在规定条件下充放电数十次。
    锌汞电池
    由美国S.罗宾发明,故又名罗宾电池。是最早发明的小型电池。有钮扣型和圆柱型两种。放电电压平稳,可用作要求不太严格的电压标准。缺点是低温性能差(只能在0℃以上使用),并且汞有毒。锌汞电池已逐渐被其他系列的电池代替。
    锌空气电池
    以空气中的氧为正极活性物质,因此比容量大。有碱性和中性两种系列,结构上又有湿式和干式两种。湿式电池只有碱性一种,用NaOH为电解液,价格低廉,多制成大容量(100安·小时以上)固定型电池供铁路信号用。干式电池则有碱性和中性两种。中性空气干电池原料丰富、价格低廉,但只能在小电流下工作。碱性空气干电池可大电流放电,比能量大,连续放电比间歇放电性能好。所有的空气干电池都受环境湿度影响,使用期短,可靠性差,不能在密封状态下使用。
    固体电解质
    以固体离子导体为电解质,分高温、常温两类。高温的有钠硫电池,可大电流工作。常温的有银碘电池,电压0.6伏,价格昂贵,尚未获得应用。已使用的是锂碘电池,电压2.7伏。这种电池可靠性很高,可用于心脏起搏器。但这种电池放电电流只能达到微安级。
    碱性电池
    碱性电池是最成功的高容量干电池,也是目前最具性能价格比的电池之一。碱性电池是以二氧化锰为正极,锌为负极,氢氧化钾为电解液。其特性上较碳性电池来的优异,电容量大。化学方程式为:Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2结构。
    锂电池
    以锂为负极的电池。它是60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分为:①高温熔融盐锂电池;②有机电解质锂电池;③无机非水电解质锂电池;④固体电解质锂电池;⑤锂水电池。锂电池的优点是单体电池电压高,比能量大,储存寿命长(可达10年),高低温性能好,可在-40~150℃使用。缺点是价格昂贵,安全性不高。另外电压滞后和安全问题尚待改善。大力发展动力电池和新的正极材料的出现,特别是磷酸亚铁锂材料的发展,对锂电发展有很大帮助。
    储备电池
    可用水充电的电池可用水充电的电池
    有两种激活方式,一种是将电解液和电极分开存放,使用前将电解液注入电池组而激活,如镁海水电池、储备式铬酸电池和锌银电池等。另一种是用熔融盐电解质,常温时电解质不导电,使用前点燃加热剂将电解质迅速熔化而激活,称为热电池。这种电池可用钙、镁或锂合金为负极,KCl和LiCl的低共熔体为电解质,CaCrO4、PbSO4或V2O5等为正极,以锆粉或铁粉为加热剂。采用全密封结构可长期储存(10年以上)。
    标准电池
    最著名的是惠斯顿标准电池,分饱和型和非饱和型两种。其标准电动势为1.01864伏(20℃)。非饱和型的电压温度系数约为饱和型的1/4。
    磷酸铁锂电池
    电池七大优势:一、超长寿命,长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次,磷酸铁锂电池的寿命至少在1000次以上。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1—1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,将达到7-8年。综合考虑,性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。二、使用安全,磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题,钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费者的生命安全构成威胁,而磷酸铁锂以经过严格的安全测试即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。三、可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池现在无此性能。四、耐高温,磷酸铁锂电热峰值可达350℃—500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。五、大容量。六、无记忆效应。七、绿色环保。磷酸铁锂电池也有其缺点:例如磷酸铁锂正极材料的振实密度较小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池,因此在微型电池方面不具有优势。

    服务寿命/电池 编辑

    电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在300~700次左右,镍氢电池的可充电次数一般为400~1000次,锂离子电池为500~800次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用的原料、制作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如,某人于1985年开始使用的6节HITACHI (日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。

    性能参数/电池 编辑

    电池的主要性能包括额定容量、额定电压、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。

    电池电池
    额定容量:在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号C 表示。容量受放电率的影响较大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在 20时率下的容量为50安·小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要,电池的实际容量往往低于理论容量。
    额定电压:电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。电池的开路电压等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关,而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压,但在某些特殊条件下,电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动,这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽,故可与电路中自激噪声相区别。
    充放电速率:有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率,数值上等于电池的额定容量 (安·小时)除以规定的充放电电流(安)所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法,其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。
    阻抗:电池内具有很大的电极-电解质界面面积,故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多,尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化,所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。
    寿命:储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间,以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度,包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。
    自放电率:电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。
    电池材料 2013年上半,电池级碳酸锂的价格总体表现稳定。虽然原材料锂辉石价格有所上涨,但是由于碳酸锂行业的供需之间接近平衡,因此其价格未能实现上涨。锂电正极材料钴酸锂的价格在低位实现企稳,我们认为除非钴价因为全球的经济形势再次下跌,不然钴酸锂的价格应该保持稳定,再下跌的可能性较小。镍钴锰三元材料的价格在前5个月比较稳定,但是自6月以来有一波下跌,跌幅在3000元/吨左右。我们认为三元材料价格的下跌和行业淡季到来一些生产商清库存的行为有关。就全年来看其价格有望总体稳定。总体看,锂电材料和原材料行业的表现仍算稳定,全年有望维持这一态势。2013年以来,铅价持续下跌,对行业的影响中性。启动和动力废电瓶的价格受铅价下滑影响也有所下滑,动力和启动电池的极板加工费也有所下滑。总体看,铅价在下半年也难有大的改观,不会成为影响行业运行的关键因素。 

    测试项目/电池 编辑

    内部短路测试、持续充电测试、过充电、大电流充电、强迫放电、坠落测试、从高处坠落测试、穿透实验、平面压碎实验、切割实验、低气压内搁置测试、热虐实验、浸水实验、灼烧实验、高压实验、烘烤实验、电子炉实验。

    电池型号/电池 编辑

    一般分为:1、2、3、5、7号,其中5号和7号尤为常用,所谓的AA电池就是5号电池,而AAA电池就是7号电池。AA、AAA都是说明电池型号的。AA就是我们通常所说的5号电池,一般尺寸为:直径14mm,高度49mm;AAA就是我们通常所说的7号电池,一般尺寸为:直径11mm,高度44mm。 

    各种型号电池各种型号电池
    AAAA型号少见,一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到,一般是电脑笔里面用的。标准的AAAA(平头)电池高度41.5±0.5mm,直径8.1±0.2mm。 
    AAA型号电池就比较常见,一般的MP3用的都是AAA电池,标准的AAA(平头)电池高度43.6±0.5mm,直径10.1±0.2mm。 
    AA型号电池就更是人尽皆知,数码相机电动玩具都少不了AA电池,标准的AA(平头)电池高度48.0±0.5mm,直径14.1±0.2mm。 
    A型号电池不常见,这一系列通常作电池组里面的电池芯,镍氢电池,几乎都是4/5A,或者4/5SC的电池芯。标准的A(平头)电池高度49.0±0.5mm,直径16.8±0.2mm。 
    SC型号也不常见,一般是电池组里面的电池芯,多在电动工具和摄像机以及进口设备上能见到,标准的SC(平头)电池高度42.0±0.5mm,直径22.1±0.2mm。 
    C型号也就是二号电池,用途不少,标准的C(平头)电池高度49.5±0.5mm,直径25.3±0.2mm。 
    D型号就是一号电池,用途广泛,民用,军工,特异型直流电源都能找到D型电池,标准的D(平头)电池高度59.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。 
    N型号不常见,标准的N(平头)电池高度28.5±0.5mm,直径11.7±0.2mm。 
    F型号电池,现在是电动助力车,动力电池的新一代产品,大有取代铅酸免维护蓄电池的趋势,一般都是作电池芯。标准的N(平头)电池高度89.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。 

    大家注意到,(平头)字样,指的是电池正极是平的,没有突起,使用做电池组点焊使用的电池芯,一般同等型号尖头的(可以用作单体电池供电的),在高度上就多了0.5mm。以此类推,我不逐一解释。还有,电池很多的时候并不是规规矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些主型号,前面还时常有分数“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,这些分数表示的是池体相应的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池;再如“4/5A”就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。 

    还有一种型号表示方法,是五位数字,例如,14500,17490,26500,前两位数字是指池体直径,后三位数字是指池体高,例如14500就是指AA电池,即大约14mm直径,50mm高。

    电池保养/电池 编辑

    手机电池

    手机电池就其制造材料来分有三大类:镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池。其中镍镉电池是第一代手机电池,它容量较低,有记忆效应,需要经常放电来维持容量,并且制造材料存在环境污染,目前这种电池已基本淘汰。第二代的镍氢电池容量较高,无记忆效应,制造材料对环境污染很少,人们习惯称其为环保电池

    手机电池手机电池
    目前手机电池的发展潮流是锂离子电池,其优点是:(1)无记忆效应,无需放电,使用时间长。(2)工作电压高。通常单体锂离子电池的电压为3.6V,镍氢,镍镉电池的电压为1.2V,相差3倍。(3)体积小、重量轻、比能量高。锂离子电池的比能量可达镍镉电池的2倍以上。与同容量镍氢电池相比,体积可减少30%,重量可降低50%。(4)寿命长。优质锂离子电池的寿命可达1200次以上,远远高于其他各类电池。(5)安全快速充电。锂离子电池因采用特殊的技术处理,因此允许在2小时内快速充足电,而且安全性能大大提高。(6)允许工作温度范围宽。锂离子电池可在-20℃—60℃之间工作。高温放电性能优于其它各类电池。

    鉴别真假锂电池,在非专业的条件下,可以采用以下的方法:同等容量的电池,锂电池比镍氢、镍镉电池手感要轻;用锂电池专用充电器对电池进行充电,若充电过程中电池发热,则是镍氢、镍镉电池,若温度无大的变化,则是锂电池;将电池正、负极“瞬间”短路后使用,如该电池“没电”则是锂电池,若仍“有电”则是镍氢、镍镉电池。

    在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。经过3—5次充电可激活电池,恢复正常容量。当电池无意间短路时,锂电池内部保护电路会切断供电回路以确保使用者的安全,将电池取出重新充电便可恢复。

    购买锂电池,应选择有售后服务,国际、国家认同的品牌电池,此种电池采用优质的原材料,具有完善的保护电路,外壳精美、耐磨、有防伪芯片,并与手机配合良好,可以达到良好的通讯效果。

    笔记本电池

    从电池的材料说起,目前笔记本电脑使用的电池主要分三种:1.镍铬电池、2.镍氢电池、3.锂电池;它们一般表示为:镍镉NI-CD、镍氢NI-MH、锂电LI。
    笔记本电池维护:
    1、激活新电池 
    厂商通用的做法是新笔记本在第一次开机时电池应带有3%的电量,此时,应该先不使用外接电源,而是把电池里的余电用尽,直至关机,然后再用外接电源充电。然后还要把电池的电量用尽后再充,充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。
    2、尽量减少使用电池的次数
    电池的充放电次数直接关系到寿命,每充一次,电池就向退役前进了一步。建议大家尽量使用外接电源,使用外接电源时应将电池取下。如果经常在一天中多次插拔电源,且笔记本电脑装有电池,对电池的损坏更大。因为每次外接电源接入就相当于给电池充电一次,电池自然就折寿了。
    3、电量用尽后再充电和避免充电时间过长
    不管笔记本使用锂电还是镍氢电,一定要将电量用尽后再充(电量低于1%),这是避免记忆效应的最好方法。锂电同样会有记忆效应,只是它的记忆效应比镍氢小一些罢了,只到电池的电量完全使用完之后才给它充电。部分的充、放电可能导致电池里面各电芯的化学性能不一致,因而电池性能会退降。建议每隔几个月对电池进行一次深度放电以优化电池的性能。具体做法就是用电池供电,一直使用到电池容量为0%(这时系统会自动进入休眠或待机状态,根据BIOS中设置不同)。然后接上交流充电器一直充满到100%为止。 电池经过长时间的存放,而电池都有一个自然的放电过程,已经自然放电完了,这并不影响电池的容量。第一次充电时,你应该连续地把电池充电到12个小时,并且循环地完全充、放电三次(参阅电池保养一节)以完全地唤醒新电池,如果这块电池被存放了几个月没有使用,建议也对它进行三次完全的充、放电。如果一块电池经连续12个小时之后或三次循环充放电之后仍然不能充电,这块电池就不能使用需要更换了。

    电动自行车电池

    目前的电动自行车电池大部分都是铅酸电池,主要注意事项如下:
    1、用完后要及时充电,不能没电状态下长时间放置,否则电池极板就硫酸盐化了;
    2、绿灯亮了,表示电池可以使用或基本上充足电了,但离100%还有差距,建议每周或每两周对电池作一次长时间充电,即绿灯亮了以后继续充,时间可以控制在16小时左右,这样可提高电池寿命;
    3、注意检查胎压,夏天可适当低一些,其他季节可以搞一些,胎压高比较省电;
    4、将电完全放掉后再充电的观念是不正确的,放电深度越大,电池使用寿命越短;
    5、如果电电动自行车长时间不使用,要注意对电池充电后再放置,每月检查一下电量;
    6、如果不是电摩,最好不要加防盗器,效果不大,且增加电池的负担;
    7、如果你每天骑行的距离为15公里左右,估计你的电池可以使用2年;
    8、如果充电中发现电池特别热,赶快去检修。 

    电动自行车用电池的维护保养 
    (1)电池在电动自行车上的安装要牢固,以防骑行时电池受震动损坏。 
    (2)经常清除电池盒上的灰尘、污物,注意保持电池干燥、清洁,以防电池自行放电。 
    (3)电池不要靠近高温热源。高温季节,严禁在阳光直接暴晒(夏季存车时尤其要注意)。充电时要注意良好通风。 
    (4)电动自行车刚启动时,要用脚踏助力启动,以免放电电流过大而损坏电池;骑行时,要注意不能让电池过放电,过放电容易引起电池严重亏电,从而大大的缩短其使用寿命。 
    (5)电动自行车的载重量过大,必然导致电机电流的增大,引起电池过放电,电池早期衰减,严重影响电池的寿命。我们公司推出了大功率电机配置大容量电池的电动车,目的是为了解决出行途中经常遇到的大坡度问题。但有些消费者一味追求电动自行车的载重能力,尤其是骑车带人,如下面的图片所示,不仅严重违反了交通法规,对电动自行车本身的维护是不利的。 
    (6)电池在使用过后即可充电,随用随充可保证下一次出行的顺利。电池不用时应充足电后贮存,至少3个月充电补充电一次,以免电池造成不可逆硫酸盐化。 
    (7)如发现电池破裂,电液渗漏是,应更换电池,以免造成酸液腐蚀。 
    (8)电池的电解液具有腐蚀性,请勿沾到皮肤及衣服上,更忌溅入眼内。如遇上述情况,要立即用清水冲洗,并立即送往医院诊治。 

    选购使用/电池 编辑

     镍镉电池 镍镉电池
    选购电池
    (1)首先应根据电器的要求,选择电池类型和规格尺寸,并根据用电器具耗电大小和特点,决定购买哪一种类型的电池,如BP机一般选用碱性锌锰电池,遥控器一般选用普通锌锰电池就可满足使用要求;(2)优选电池行业管理部门推荐的产品,购买市场销量大、品质上乘的名牌电池; 
    (3)注意查看电池的保质期,购买近期生产的电池,对于那些采用代吗表明保质期的电池一般购买时难以辨认,应加询问; 
    (4)注意查看电池外观,有无漏液迹象; 
    (5)商标上应标明生产厂家、电池极性、电池型号、公称电压、商标等,购买碱锰电池时应看型号或有无ALKALINE或LR字样。 
    选择电池时重要的考虑事项有:
    ①电他类型原电池、二次电池,或贮备系统;
    ②电化学体系优点、缺点以及电池特点与设备主要要求相匹配;
    ③电压标称或工作电压、最大最小允许电压、电压调节、放电曲线图、启动时间、电压滞后;
    ④负载电流和负载曲线恒电流、恒电阻、恒功率或其他,负载电流或单值负载、可变负载、脉冲负载;
    ③循环工作制连续或间断,如果需要采取循环工作制;
    ⑥温度要求要求的工作温度范围;
    ⑦使用寿命要求的工作时间;
    ⑧物理要求尺寸、形状、质量,极端;
    ⑨贮存寿命激活/贮备电池体系,贮存期间的荷电量,贮存时间随温度、湿度和其他条件而变化;
    ⑩充放电循环(可充式电池)浮充电或循环使用,要求的循环次数,充电电源实用性和特点,充电效率;
    ⑧环境条件振动、冲击、离心旋转、加速度等,大气条件(压力、湿度等);
    ⑩安全性和可靠性允许的变化率、失效率,无除气或无泄漏,采用了潜在的有毒有害物质,排出气体或液体类型、高温等,在苛刻的有潜在危险的条件下工作,环境友好性介不同寻常或苛刻的。工作条件相当长期或极端温度下的贮存、搁置或工作;特殊应用下的高可靠性,贮备电池的快速反应、无电压滞后现象,电池组特殊封装(压力容器等),非常规力学性能要求如强冲击或加速度、非磁性等;
    ⑩维护和补给电池组易买进、易得到、易发送、易更换,具有充电设备,特殊的运输方式,必需的回收或处置程序;
    ⑩成本初始成本,操作或循环成本,使用危险或有害的(高成本)材料。[2]

    存放电池

    电池电池
    一般电池内部均存在自放电现象,俗称“跑电”,电池的存放时间及存放环境特别是温度对其有较大影响,通常存放时间越长,温度越高,电池“跑电”就越多;温度越高,湿度越大,还会使电池导电触头生锈而不易使用,且也增加电池的“跑电”,所以电池的存放条件为: 
    (1)电池存放区应清洁、凉爽、通风; 
    (2)温度应在10~30℃之间,一般不应超过40℃;相对湿度一般不大于65%为宜。 
    (3)存放时间不易过长,存放时应排列整齐,切勿正、负极相连,造成电池的短路。 

    使用电池注意事项
    (1)检查电器和电池接触件是否清洁,必要时用湿布擦净,待干燥后按正确极性装入; 
    (2)不要将新旧电池混用,同一种型号但不同种类的电池也不能混用; 
    (3)不能用加热、充电或其它的方法使一次电池再生; 
    (4)不能将电池短路;
    (5)不要拆卸电池、不要加热电池; 
    (6)用电器具使用后应切断开头,长期不用应取出电池。

    废电池处理/电池 编辑

    2003年11月正式公布的《废电池污染防治技术政策》澄清了人们在废旧电池处理上的一系列认识误区。这一政策还禁止对已收集的各种废电池进行焚烧处理 。由国家环境保护总局和国家发展与改革委员会、建设部、科技部、商务部联合制定并于2003年10月9日出台的《废电池污染防治技术政策》是一份指导性文件,自发布之日起实施。国家环保总局于11月27日上午召开新闻发布会,正式对外公布了这一技术政策。它适用于废电池的分类、收集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择,指导相应设施的规划、立项、选址、施工、运营和管理,引导相关环保产业的发展。

    废电池污染防治技术政策

    1. 总则 
    1.1 为引导废电池环境管理和处理处置、资源再生技术的发展,规范废电池处理处置和资源再生行为,防止环境污染,促进社会和经济的可持续发展,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等有关法律、法规、政策和标准,制定本技术政策。本技术政策随社会经济、技术水平的发展适时修订。 
    1.2 本技术政策所称废电池包括下述废物: 
    已经失去使用价值而被废弃的各种一次电池(包括扣式电池)、可充电电池等; 
    已经失去使用价值而被废弃的铅酸蓄电池以及其他蓄电池等; 
    已经失去使用价值而被废弃的各种用电器具的专用电池组及其中的单体电池; 
    上述各种电池在生产、运输、销售过程中产生的不合格产品、报废产品、过期产品等; 上述各种电池在生产过程中产生的混合下脚料等混合废料;其他废弃的化学电源。 
    1.3 本技术政策适用于废电池的分类、收集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择,并指导相应设施的规划、立项、选址、设计、施工、运营和管理,引导相关产业的发展。 
    1.4 废电池污染控制应该遵循电池产品生命周期分析的基本原理,积极推行清洁生产,实行全过程管理和污染物质总量控制的原则。 
    1.5 废电池污染控制的重点是废含汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池。逐渐减少以至最终在一次电池生产中不使用汞,安全、高效、低成本收集、回收或安全处置废镉镍电池、废铅酸蓄电池以及其他对环境有害的废电池。 
    1.6 废氧化汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池属于危险废物,应该按照有关危险废物的管理法规、标准进行管理。 
    1.7 鼓励开展废电池污染途径、污染规律和对环境影响小的新型电池开发的科学研究,确定相应的污染防治对策。 
    1.8 通过宣传和普及废电池污染防治知识,提高公众环境意识,促进公众对废电池管理及其可能造成的环境危害有正确了解,实现对废电池科学、合理、有效的管理。 
    1.9 各级人民政府应制定鼓励性经济政策等措施,加快符合环境保护要求的废电池分类收集、贮存、资源再生及处理处置体系和设施建设,推动废电池污染防治工作。 
    1.10 本技术政策遵循《危险废物污染防治技术政策》的总体原则。 
    2.电池的生产与使用 
    2.1 制定有关电池分类标识的技术标准,以利于废电池的分类收集、资源利用和处理处置。电池分类标识应包括下述内容: 
    需要回收电池的回收标识; 
    需要回收电池的种类标识; 
    电池中有害成分的含量标识。 
    2.2 电池制造商和委托其他制造商生产使用自己所拥有商标电池的商家,应当在其生产的电池上按照国家标准标注标识。 
    使用专用内置电池的器具生产商应该在其生产的产品上按照国家标准标注电池分类标识。 
    2.3 电池进口商应该要求国外制造商(或经销商)在出口到我国的电池上按照中国国家标准标注标识,或由进口商在其进口的电池上粘贴按照中国国家标准标注的标识。 
    2.4 使用电池的器具在设计时应该采用易于拆卸电池(或电池组)的结构,并且在其使用说明书中明确电池的使用和安装拆卸方法,以及提示电池废弃后的处置方式。 
    2.5 根据国家有关规定禁止生产和销售氧化汞电池。根据国家有关规定禁止生产和销售汞含量大于电池质量0.025%的锌锰及碱性锌锰电池;2005年1月1日起停止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池。逐步提高含汞量小于0.0001%的碱性锌锰电池在一次电池中的比例;逐步减少糊式电池的生产和销售量,最终实现淘汰糊式电池。 
    2.6依托技术进步,通过制定有关电池中镉、铅的最高含量的标准,限制镉、铅等有害元素在有关电池中的使用。鼓励发展锂离子和金属氢化物镍电池(简称氢镍电池)等可充电电池的生产,替代镉镍可充电电池,减少镉镍电池的生产和使用,最终在民用市场淘汰镉镍电池。 
    2.7鼓励开发低耗、高能、低污染的电池产品和生产工艺、使用技术。鼓励电池生产使用再生材料。 
    2.8 加强宣传和教育,鼓励和支持消费者使用汞含量小于0.0001%的高能碱性锌锰电池;鼓励和支持消费者使用氢镍电池和锂离子电池等可充电电池以替代镉镍电池;鼓励和支持消费者拒绝购买、使用劣质和冒牌的电池产品以及没有正确标注有关标识的电池产品; 
    3.收集 
    3.1 废电池的收集重点是镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、铅酸电池等废弃的可充电电池(以下简称为废充电电池)和氧化银等废弃的扣式一次电池(以下简称为废扣式电池)。 
    3.2 废一次电池的回收,应由回收责任单位审慎地开展。目前,在缺乏有效回收的技术经济条件下,不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。 
    3.3 下列单位应当承担回收废充电电池和废扣式电池的责任: 
    充电电池和扣式电池的制造商; 
    充电电池和扣式电池的进口商; 
    使用充电电池或扣式电池产品的制造商; 
    委托其他电池制造商生产使用自己所拥有商标的充电电池和扣式电池的商家。 
    3.4 上述承担废充电电池和废扣式电池回收责任的单位,应当按照自己商品的销售渠道指导、组织建立废电池的回收系统,或者委托有关的回收系统有效回收。充电电池、扣式电池和使用这些电池的电器商品的销售商应当在其销售处设立废电池的分类回收设施予以回收,并按照有关标准设立明显的标识。 
    3.5 鼓励消费者将废充电电池和废扣式电池送到电池或电器销售商店相应的废电池回收设施中,方便销售商回收。 
    3.6 回收后的批量废电池应当分类送到具有相应资质的工厂(设施),进行资源再生或无害化处理处置。 
    3.7 废电池的收集包装应当使用专用的具有相应分类标识的收集装置。 
    4.运输 
    4.1 废电池要根据其种类,用符合国家标准的专门容器分类收集运输。 
    4.2 贮存、装运废电池的容器应根据废电池的特性而设计,不易破损、变形,其所用材料能有效地防止渗漏、扩散。装有废电池的容器必须贴有国家标准所要求的分类标识。 
    4.3 在废电池的包装运输前和运输过程中应保证废电池的结构完整,不得将废电池破碎、粉碎,以防止电池中有害成分的泄漏污染。 
    4.4 属于危险废物的废电池越境转移应遵从《控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》的要求;批量废电池的国内转移应遵从《危险废物转移联单管理办法》及其他有关规定。 
    4.5 各级环境保护行政主管部门应按照国家和地方制定的危险废物转移管理办法对批量废电池的流向进行有效控制,禁止在转移过程中将废电池丢弃至环境中,禁止将3.1中规定需要重点收集的废电池混入生活垃圾中。 
    5.贮存 
    5.1 本政策所称废电池贮存是指批量废电池收集、运输、资源再生过程中和处理处置前的存放行为,包括在确定废电池处理处置方式前的临时堆放。 
    5.2 批量废电池的贮存设施应参照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)的有关要求进行建设和管理。 
    5.3 禁止将废电池堆放在露天场地,避免废电池遭受雨淋水浸。 
    6.资源再生 
    6.1 废电池的资源再生工厂应当以废充电电池和废扣式电池的回收处理为主,审慎建设废一次电池的资源再生工厂。 
    6.2 废电池资源再生设施建设应当经过充分的技术经济论证,保证设施运行对环境不会造成二次污染以及经济有效地回收资源。 
    6.3 废充电电池、废扣式电池的资源再生工厂,应按照危险废物综合利用设施要求进行管理,取得危险废物经营许可证后方可运行。废一次电池和混合废电池的资源再生工厂,应参照危险废物综合利用设施要求进行管理,在取得危险废物经营许可证后运行。 
    6.4 废电池再生资源工厂场址选择应参照《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)中的选址要求进行。 
    6.5 任何废电池资源再生工厂在生产过程中,汞、镉、铅、锌、镍等有害成分的回收量与安全处理处置量之和,不应小于在所处理废电池中这一有害成分总量的95%。 
    6.6 在资源再生工艺之前的任何废电池拆解、破碎、分选工艺过程都应当在封闭式构筑物中进行,排出气体须进行净化处理,达标后排放。不得对废电池进行人工破碎和在露天环境下进行破碎作业,防止废电池中有害物质无组织排放或逸出,造成二次污染。 
    6.7 利用火法冶金工艺进行废电池资源再生,其冶炼过程应当在密闭负压条件下进行,以免有害气体和粉尘逸出,收集的气体应进行处理,达标后排放。 
    6.8 利用湿法冶金工艺进行废电池资源再生,其工艺过程应当在封闭式构筑物内进行,排出气体须进行除湿净化,达标后排放。 
    6.9 废电池的资源再生装置应设置尾气净化系统、报警系统和应急处理装置。 
    6.10 废电池资源再生工厂的废气排放应当参照执行《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)中大气污染物排放限值。 
    6.11 废电池资源再生工厂应该设置污水净化设施。工厂排放废水应当满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和其他相应标准的要求。 
    6.12 废电池资源再生工厂产生的工业固体废物(包括冶炼残渣、废气净化灰渣、废水处理污泥、分选残余物等)应当按危险废物进行管理和处置。 
    6.13 废电池资源再生工厂的人员作业环境应当满足《工业企业设计卫生标准》(GBZ1—2002)和《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2—  2002)等有关国家标准的要求。 
    6.14 鼓励开展废电池资源再生的科学技术研究,开发经济、高效的废电池资源再生工艺,提高废电池的资源再生率。 
    7.处理处置 
    7.1 在对生活垃圾进行焚烧和堆肥处理的城市和地区,宜进行垃圾分类收集,避免各种废电池随其他生活垃圾进入垃圾焚烧装置和垃圾堆肥发酵装置。 
    7.2 禁止对收集的各种废电池进行焚烧处理。 
    7.3 对于已经收集的、目前还没有经济有效手段进行再生回收的一次或混合废电池,可以参照危险废物的安全处置、贮存要求对其进行安全填埋处置或贮存。在没有建设危险废物安全填埋场的地区,可按照危险废物安全填埋的要求建设专用填埋单元,或者按照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)的要求建设专用废电池贮存设施,将废电池装入塑料容器中在专用设施中填埋处置或贮存。使用的塑料容器应该具有耐腐蚀、耐压、密封的特性,必须完好无损,填埋处置的还应满足填埋作业所需要的强度要求。 
    7.4 为便于将来废电池再生利用,宜将已收集的废电池进行分区分类填埋处置或贮存。 
    7.5 在对废电池进行填埋处置前和处置过程中以及在贮存作业过程中,不应将废电池进行拆解、碾压及其他破碎操作,保证废电池的外壳完整,减少并防止有害物质的渗出。 
    8.废铅酸蓄电池污染防治 
    8.1 废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生冶炼等活动除满足前列各章要求外,还应当遵从本章的要求。 
    8.2 废铅酸蓄电池应当进行回收利用,禁止用其它办法进行处置。 
    8.3 废铅酸蓄电池应当按照危险废物进行管理。废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生铅企业应当取得危险废物经营许可证后方可进行经营或运行。 
    8.4 鼓励集中回收处理废铅酸蓄电池。 
    8.5 在废铅酸蓄电池的收集、运输过程中应当保持外壳的完整,并且采取必要措施防止酸液外泄。 
    废铅酸蓄电池收集、运输单位应当制定必要的事故应急措施,以保证在收集、运输过程中发生事故时能有效地减少以至防止对环境的污染。 
    8.6 废铅酸蓄电池回收拆解应当在专门设施内进行。在回收拆解过程中应该将塑料、铅极板、含铅物料、废酸液分别回收、处理。 
    8.7 废铅酸蓄电池中的废酸液应收集处理,不得将其排入下水道或排入环境中。不能带壳、酸液直接熔炼废铅酸蓄电池。 
    8.8 废铅酸蓄电池的回收冶炼企业应满足下列要求: 
    铅回收率大于95%; 
    再生铅的生产规模大于5000吨/年。本技术政策发布后,新建企业生产规模应大于1万吨/年; 
    再生铅工艺过程采用密闭熔炼设备,并在负压条件下生产,防止废气逸出; 
    具有完整废水、废气的净化设施,废水、废气排放达到国家有关标准; 
    再生铅冶炼过程中产生的粉尘和污泥得到妥善、安全处置。 
    逐步淘汰不能满足上述基本条件的土法冶炼工艺和小型再生铅企业。 
    8.9废铅酸蓄电池铅冶炼再生过程中收集的粉尘和污泥应当按照危险废物管理要求进行处理处置。

    相关研究/电池 编辑

     镍镉电池 镍镉电池
    电子设备革命正来临:可乐成汽车新动力。技术专家们正在绞尽脑汁用各种各样方法让电池更新换代,一场电子设备的革命正悄悄来临。在不远的将来,可乐就可以帮汽车行驶几百公里。 

    如果你对电池的感觉还停留在手电筒里圆柱形干电池的印象中,那实在是太落伍了。从最早我们熟知的铅酸电池到后来的镍镉电池镍氢电池,再到如今手机里清一色的锂电池,以及研发与实用并重的太阳能电池、燃料电池,结合人们的需要和当前的实际困难,各类电池正在发展中形成并体现着各自的特色,最大程度地展现了科技、实用等优点。 

    手机电池——风生水起
    现在普遍采用的手机电池是锂离子电池和镍氢电池,前者几乎覆盖了中国和东亚、东南亚地区的所有手机电池,而后者在欧美地区还有少量的使用。锂离子电池因为具有高工作电压、小体积、无污染、长循环寿命且无记忆效应等优点被广泛应用于手机行业。 

    传统锂离子电池正负极分别是由锂和碳构成,被电解质浸没包裹,通过电极中正负电荷的流动提供电流。由于锂离子从一个电极抵达另一个电极需要一定的时间,因此充放电都很缓慢。尤其是充电,一般需要好几个小时,因而限制了人们的使用。
    今年3月份,美国麻省理工学院的两位科学家发明了一种超级锂电池,通过改变传统电极的表面结构,加速了锂离子释放和吸收速度,使之比原来有了100倍的提升。也就是说,几秒内就可以完成我们过去几个小时的工作。而且,这两位科学家所用的生产材料都是以前锂电池常用的材料,并没有新的消耗和负担,为将来的实际应用奠定了良好的基础。
    研发人员说:“以秒计算而不是以小时计算的充电和放电过程,使得这项新型的电池技术将开启新的技术应用之门,其中包括改变人们的生活方式。”该项研究结果已经发表于著名的《自然》杂志上,并已获2家公司授权,预计该项成果可在两到三年内上市。

    汽车电池——电动汽车不是梦

    电动汽车电动汽车
    随着油价的持续走高以及节能减排成为中国的一项国策,电动汽车势必成为将来的一个发展趋势,很多汽车公司也开始重视电动汽车的研发。但到目前为止,电动汽车还只是在“概念汽车”的领域中,没有得到实际应用。其主要原因,在于电动汽车的“电”——车载电池的容量、成本与安全性等问题。 

    电动汽车技术可分为纯电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)和燃料电池汽车技术(FCEV)三个技术流派。现阶段,混合动力汽车优势较大,因为它对现有汽车技术的改进相对较少,可以起到很好的过渡作用。目前80%的混合动力汽车采用镍氢动力电池,具有功率大、安全性好、循环利用率高、成本低、技术成熟等优点。不过,镍氢电池容量有限,不利于汽车的长途运行。而锂电池实现了大容量、高能量密度等特点,已经被众多汽车厂商所青睐。但其不足之处在于安全性和稳定性不够理想,以及锂作为贵金属生产成本也比较高。 

    于是全球第一大镍氢电池和镍镉电池生产商比亚迪推出了新型的“铁电池”。它采用铁代替锂,降低了生产成本,但电池容量和功率却与锂电池不相上下。而且它也大大提高了电池的稳定性,在燃烧和碰撞中不会发生爆炸,因此被寄予厚望。据称,搭载了铁电池的首辆比亚迪F3DM双模电动车已于今年3月份在深圳的公路上跑了起来。或许这将真正实现只需插上电就可以跑汽车的梦想。

    除了混合动力汽车外,燃料电池汽车是电动汽车的另一个重要方向。今年5月底,美国能源部出台政策,将拨款24亿美元补助相关企业以推动美国电动车燃料电池的技术研发。燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置,也就是说,化学能仅仅通过一个步骤就变为电能,而不是传统的从化学能变为热能,又从热能变为电能,因此能量转换率高达60%至80%。燃料电池具体原理是利用了水电解的逆反应,与其说它是个电池,倒不如说它是个“发电机”。只要通过连续地供给燃料和氧化剂,即可反应获得连续电力。当燃料耗尽时,只需重新注满燃料储备库即可。它的燃料很多样化,像磷酸燃料电池、碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池及蓄热式燃料电池等许多类型。比如利用甲醇作为燃料,相比于氢气存储更加方便安全,而相比于锂离子能量可提高10倍。另外,科学家研制了一种新的过滤技术,安装了上百个50微米大小的孔洞,可以将反应产生的二氧化碳等废气排到大气中,清除反应副产品,进一步提高了效率。 

    今年2月份,索尼推出新款燃料电池,融合了锂电池和燃料电池,实现了成本降低与持久续航的双重目标。而且还有专门的智能控制芯片在电池工作时切换燃料电池和锂电池部分,从而获得最高的电池效率。

    太阳能电池——环保持久

    太阳能电池太阳能电池
    太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,是地球上最便捷、最直接的能源,不仅洁净环保,而且取之不尽、用之不竭。从某种程度上说,我们现在所使用的所有能源其根源都是太阳能,而我们人类对太阳能的利用也有上千年的历史,发展到今天已出现了太阳能的光热利用、光电利用和光化学利用等多种形式。 

    太阳能电池种类很多,目前应用最多、技术最成熟的是晶体硅太阳电池,目前占到市场份额的90%,它的转化效率也最高,实验室多晶硅太阳电池的一般效率已达到20.3%,工业上生产的多晶硅太阳电池的效率也可以达到13%-16%,而且生产技术成熟,质量稳定,即便使用20年,转换效率相对于出厂时也仅仅下降20%。但由于多晶硅太阳电池的材料价格居高不下,加之工艺繁琐,限制了其大规模推广应用的要求。

    为了进一步提高效率,降低成本,科学家采用了不同的材料和方法利用太阳能。2009年3月,澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究人员研发出了聚合物太阳能电池——一款超薄柔性太阳能电池。这种电池和一页纸一样薄,能随意弯曲,非常轻便易于携带运输。而且它部分透明,可以安装在玻璃和窗户上,拓宽了应用范围。因为它能漂浮于水面上,所以既可以覆盖水面又不影响正常发电。 

    而美国特拉华大学科研人员瞄准了新型的横向光学聚焦系统。今年早些时候,他们宣布最新研制的超高效硅太阳能电池,在标准的陆地日光条件下,其太阳能转换效率高达42.8%。相对于传统太阳能电池,转换效率高出约30%。该系统将吸收到的光束分配于不同的感光材料,能覆盖全部太阳光谱,大大提高了对太阳光的利用率。而且,该系统还有一个静止的宽接收角光学系统,可以接收更多的太阳光。这种固定化而不需要复杂跟踪装置的设备,使其更容易地被安装于手提电脑等便携设备。

    据预测,未来几年光伏产业的增长率至少是30%以上,市场前景广阔。

    而生命能源高科技攀升得更快,在动画片《大力水手》中,菠菜是一种充满了能量的食品。最近,科学家找到了一种从这种蔬菜中提取真能量的方法。利用这种方法,科学家发明了一种所谓的“菠菜电池”,这种电池的使用时间长达3周以上,可以应用在手机、笔记本电脑以及其它移动设备上。美国范德比尔特大学化工系学生设计出了一种新型太阳能面板。这种面板没有使用昂贵的硅晶片,而是用菠菜的蛋白质做成。研究小组从菠菜中提取出光系统Ⅰ(植物叶绿体中将光能转化为化学能的一种膜蛋白复合体,坚称PS I),放在太阳能电池中作为光伏介质。单个电池尺寸为75*38毫米,制造两块太阳能面板需要24个这样的电池。生物太阳能电池或许不久将走进我们的日常生活,别墅的屋顶上种点菠菜,给整个房间供电,天人合一妙不可言。

    活的电池——生物技术完美体现
    除了刚才提到的已产业化的锂电池、燃料电池和太阳能电池等新型电池,科研人员还在积极研发其他类型的电池。比如从生命当中汲取灵感,制备了“活的”生物电池。在今年2月的“FCexpo2009国际氢·燃料电池展”上,索尼公司展示了相当前沿的糖生物电池。在现场演示中,只需注入普通的可乐就可以发电。这种电池是利用酶分解葡萄糖,提取电子和氢离子进行发电。早在2007年,索尼公司就曾经发布了一款用葡萄糖(Glucose)做能量来源的生物电池,它以酶为催化剂,从碳水化合物如葡萄糖中产生电力。在今年的新款中,单位体积功率密度提高了1倍,从50mW/40cc提升为70mW/28cc,以前4节电池才能驱动的Walkman扬声器现在只需3节即可。这种电池更加环保,产物是水,而且酶可以再生,降低了价格。索尼公司看准了生物电池的光明前景,准备在续航能力等方面再加大投入研发,一场电子设备的革命正悄悄来临。或许将来的某一天,我们手中的可乐也可以帮助自己的汽车行驶几百公里。

    保护技巧/电池 编辑

    许多寒冷天气下拍摄的问题是没有采取正确的程序。有三种不同的情况:1、从温暖舒适的房间或者汽车中取出相机进入寒冷的户外,要怎么处理。 2、在寒冷的户外拍摄要怎么做。 3、相机回到温暖舒适的房间或车里要如何处理。 

    而户外的主要问题是电池的电力的丧失。相机电池产生电能的物理和化学方法在低温下都可能失效。在今天,所有依靠电池动力的自动相机,是一个相当严重问题。当拿着照相机和闪光灯进入低温环境的时候,到电池电力的丧失。

    应对的办法是:首先要让照相机和闪光灯尽可能的保温,在户外尽量把它们放在贴近身体的地方,比如外套里面。除了短暂的拍照,尽量用体温给它们保持温度。另外也可以使机械快门,润滑油被冻住而无法工作的可能也会大大降低。然后考虑到在寒冷中电池力的丧失。外出时,要尽可能多带些备用电池。也尽量贴近身体保存,比如放在有利于吸收体温的衬衣的口袋。当相机或闪光灯电池开始失效时,能及时更换温暖的新电池。 
    在室外了,目标还是尽量保持相机和闪光灯的温度。比如当静侯远处小山上野生动物的出现。安放好三脚架,如果可能把相机放在怀里,直到准备拍摄。在这种情况下用快装云台是非常方便的。当看到拍摄对象的时候,可以把相机快速准确的放在三脚架上。一只冰冷的三脚架能够继续工作,但是,一台冰冷的照相机可能根本无法工作。一些非常耗电的数字照相机,在寒冷的天气中经常迅速地突然失灵。办法只有准备更多的电池。如果发现电池失效,一定要有备用的电池。 

    锂离子电池/电池 编辑

    锂电池原理锂电池原理
    1.0 正极构造
    LiCoO2(钴酸锂)+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔) 正极

    2.0 负极构造
    石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔) 负极

    3.0工作原理
    3.1 充电过程:一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
    正极上发生的反应为:LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)
    负极上发生的反应为:6C+XLi++Xe=====LixC6
    3.2 电池放电过程
    放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。

    相关文献

    参考资料
    [1]^引用日期:2014-05-05
    [2]^引用日期:2015-07-24
    扩展阅读
    1废旧电池回收利用的方法

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