夏圓

摘 要： 化學(xué)電池在現(xiàn)代社會中應(yīng)用十分廣泛，其種類繁多，特點各異。本文主要介紹了不同化學(xué)電池的構(gòu)造、原理、特點以及對環(huán)境產(chǎn)生的危害和如何回收利用等問題。

關(guān)鍵詞：化學(xué)電池原理種類環(huán)境污染

中圖分類號：O64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0290-01

化學(xué)電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。主要組成部分是電解質(zhì)溶液、浸在溶液中的正、負電極以及連接電極的導(dǎo)線。根據(jù)能否充電復(fù)原，分為原電池與蓄電池。

一、常見的化學(xué)電池

化學(xué)電池的種類繁多，常見的主要是干電池、蓄電池，和體積較小的微型電池。還有金屬—空氣電池、燃料電池以及其他能量轉(zhuǎn)換電池，如太陽能電池、核電池等。下面就集中常見的化學(xué)電池來舉例說明。

1.鋅錳電池

鋅二氧化錳電池由鋅作為負極，炭棒作為正極，使用二氧化錳，氯化鋅、中性氯化銨的水溶液做電解質(zhì)溶液，以漿層紙或者淀粉作隔離層來制得的電池稱為鋅錳電池。按其使用隔離層不同區(qū)分為糊式和板式電池兩種。

干電池用鋅制筒形外殼作為負極，而位于中央的頂蓋上有銅帽的石墨棒作為正極，在石墨棒的周圍由內(nèi)而外依次是a：二氧化錳粉末--用于吸收在正極上產(chǎn)生的氫氣（為防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象）；b：用飽和了氯化鋅和氯化銨的淀粉糊作電解質(zhì)溶液。

電極反應(yīng)式為：負極（鋅筒）：Zn-2e-===Zn2+

正極（石墨）：2NH4+ +2e- === 2NH3↑+H2↑

H2O + 2MnO2 + 2e- === 2MnOOH+ 2OH-

總反應(yīng)為：Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn（NH3）2Cl2↓+2MnOOH

干電池的電壓大約為1.5V，不能充電再次使用。

2.鎳鎘電池

鎳鎘電池可以重復(fù)500次以上的充放電，比較經(jīng)濟耐用。它的放電電壓根據(jù)其放電裝置的不同也各不一樣。它的自放電率低，鎳鎘電池在長時間放置的情況下，特性也不會劣化，充分充電后可以完全恢復(fù)原有的特性，它可在-20℃- +60℃的溫度范圍內(nèi)使用。由于單元電池采用金屬容器，堅固耐用；采用完全密封的方式，不會出現(xiàn)電解液泄漏現(xiàn)象，故無須補充電解液。

放電原理：負極反應(yīng)：Cd + 2OH- - 2e- → Cd（OH）2

正極反應(yīng)：NiO2 + 2H2O + 2e- → Ni（OH）2 + 2OH-

3.鋰電池

鋰電池是一類由鋰合金或鋰金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

最早出現(xiàn)的鋰電池具有以下反應(yīng)：Li + MnO2 = LiMnO2，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。

在正極上發(fā)生的反應(yīng)為：

LiCoO2=充電= Li1 + CoO2 + XLi+ + Xe-（電子）

負極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C + XLi+ + Xe- = LixC6

電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1- xCoO2+LixC6

4.氫氧燃料電池

燃料電池是新的動力電源，一般以用空氣中的氧作為正極。氫氣、碳、硼氫化物、甲醇、煤氣或天然氣為燃料，作為負極.和一般電池的主要區(qū)別在于一般電池的活性物質(zhì)是提前放在電池內(nèi)部的，貯存的活性物質(zhì)的量決定了電池的容量；不同的是燃料電池的活性物質(zhì)是在反應(yīng)進行的同時不斷地輸入進去的，所以，氫氧燃料電池本質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。

電極反應(yīng)式如下：

負極：2H2 +4OH-- 4e-=== 4H2O

正極：O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-

總反應(yīng)式：2H2 + O2 === 2H2O

二、廢舊電池給社會帶來的危害

廢舊電池潛在的污染已引起社會各界人士的廣泛關(guān)注。我國是世界上最主要的干電池生產(chǎn)和消費大國，有關(guān)資料顯示， 目前我國有電池生產(chǎn)企業(yè)1350家左右，在1980 年時我國的干電池生產(chǎn)量已經(jīng)超過美國成為世界最大的電池使用國。盡管廢舊電池質(zhì)量輕、體積小，可是它含有多種重金屬物質(zhì)，稍微處理不得當(dāng)就會對環(huán)境造成無法挽回的危害。

1.給成賴以生存的環(huán)境造成污染

多數(shù)電池內(nèi)部含有汞、鋅、鉛、鎳、銅等重金屬元素，它們在無人為地條件下很難轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的物質(zhì)。如果重金屬在環(huán)境中不斷積累，就會侵蝕我們賴以生存的水源和土壤。實驗得知，當(dāng)一節(jié)一號電池在土地中掩埋，它的有毒物質(zhì)能導(dǎo)致一平方米的土地失去使用價值；一粒紐扣電池扔進水里，它的毒性物質(zhì)能夠造成 60 萬升水體污染，相當(dāng)于一個人生的用水量。這是多么可怕的數(shù)據(jù)。

2.人體危害

目前我國大部分的廢舊電池都和生活垃圾一并被埋入地下，時間久了，電池就會腐爛，當(dāng)重金屬溶出，既會污染地下水體，又將污染土壤，最終將會通過各種各樣的途徑進入人的食物鏈。生物從環(huán)境中攝取的重金屬經(jīng)過食物鏈的生物而得到放大作用，逐級在較高級的生物中成千上萬倍地聚集，在器官中積蓄造成慢性中毒，日本的水俁病就是汞中毒的典型案例。

三、結(jié)語

電池用完后不加以回收利用，不但對環(huán)境嚴重污染 ， 危害人類健康， 而且浪費了寶貴的金屬資源.城鎮(zhèn)地區(qū)使用電池數(shù)量較多、沒有合理的處理廢棄電池的方法 ，會給城市帶來巨大的污染，分類回收各種廢舊電池，用科學(xué)的方法去處理 .從自己從每一個公民做起， 愛護環(huán)境，每個人如果都有這種意識從而付出行動 便足以形成一種與自然和諧相處的文明， 一種可持續(xù)發(fā)展的文明.通觀我國國情， 積極倡導(dǎo)鼓勵電池生產(chǎn)廠家生產(chǎn)對環(huán)境無害的綠色電池， 加大力度， 積極研究開發(fā)有效的回收廢舊電池的方法。