关于废旧镍氢电池回收再利用分析

章端婷

摘 要：镍氢电池作为一种绿色动力能源，具备着使用寿命长、性能高，无污染等显著优势，在世界范围内都得到了较为广泛的应用。然而随着镍氢电池需求量的不断提升，一些资源问题及环境问题也日益凸现出来，严重阻碍了社会的可持续发展。该文首先对镍氢电池进行了简要概述，然后介绍了我国废旧镍氢电池回收再利用过程中存在的问题，并就镍氢电池回收处理技术作了进一步的分析，希望能为实际工作起到一定的指导作用。

关键词：镍氢电池 回收利用 技术

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（a）-0092-01

镍氢电池电池不仅具有输出功率大、能量密度高的特点，同时其电极材料内部还不含铅、镉、汞等严重污染环境的重金属元素，是一种有利于环保的可重复使用资源。而这些显著的优势使其不论是在工、农业领域，还是在人民实际生活领域都得到了较为广泛的应用。但是也正是由于镍氢电池与日俱增的使用量，使得相关制造材料，如电极活性材料以及有色金属材料等矿产资源呈现出了日益枯竭的发展趋势，严重威胁人类社会的可持续发展。如何提升镍氢电池的回收率与利用率也显得迫在眉睫。

1 镍氢电池的基本概述

镍氢电池的产生是环境意识的提升和电子信息产业发展的必然结果，而它的发展与进步则离不开航天高压镍氢电池的发展与应用。镍氢电池有着极为复杂的组成结构，具体包含正负极板、隔板、密封垫片、绝缘盖板、金属外壳、塑料套管、电解液、负极桶以及正极盖等。另外，镍氢电池作为一种碱性电池，其正极采用的是镍电极，而负极采用则是氢氧化物电极，其电解质则为氢氧化钾水溶液[1]。在镍氢电池充电时，镍氢电池正极上的Ni（OH）2将转化成NiOOH，覆盖在电极上水分子则会在负极上还原成氢原子，而还原后的氢原子会吸附于电极并形成吸附态的MH，并扩散到负极贮氢合金内部而被吸收形成固体MH。当溶解于贮氢合金中的氢原子不断增多时，氢原子则会与合金进行反应，形成的β-MH在合金中扩散慢，即对充电过程进行控制。而在镍氢电池放电时，NiOOH由于得到电子而转变成 N（iOH）2，MH内部的氢原子扩散到表面而形成氢原子，且呈吸附态，进而再产生电化学反应形成水分子与贮氢合金。

2 我国废旧镍氢电池电池回收再利用存在的问题

废旧镍氢电池的回收经济价值很高，因为其电池内部拥有着大量的镍，钻以及稀土等珍贵矿产资源。加大废旧镍氢电池的回收力度，不仅有益于减少电池成本，还能够有效促进社会经济效益的提升，对社会的可持续发展有着极为重要的现实意义。然而从目前情况来看，我国针对于废旧镍氢电池的回收，仍然处于起步阶段，其回收利用水平与西方等发达国家仍然存在着一定的差距，而究其原因，主要是由以下三个方面造成的。其一，镍氢电池的产销量相对发达国家而言较少，失效的废旧电池数量不足够多，致使相关技术人员未能对废旧电池回收利用技术研究方面进行足够的重视。其二，人民群众的回收意识较为薄弱，环保意识不强，并未能认识到废旧镍氢电池回收的重要性，往往将废旧的镍氢电池连同生活垃圾一起进行丢弃与处理。其三，镍氢电池的化学成分较为复杂，即镍氢电池不仅在内部金属构造上较为繁杂，在存在形式方面也较为复杂，这便使的回收利用废旧镍氢电池的难度有所增强[2]。

3 镍氢电池回收处理技术分析

目前为止，处理废旧镍氢电池电池的技术主要包含湿法冶金、火法冶金、生物冶金以及废旧镍氢电池直接再生技术等，现按其先后顺序依次展开具体讨论如下。

3.1 湿法冶金技术

该技术通过利用镍氢电池内部各种化合物及金属能够溶解于酸、溶液中的特性，來将其进行溶解以促使其形成离子溶液，并运用化学沉淀、置换以及选择性浸出等回收方式对其中的有价金属进行回收的一种技术。湿法冶金技术能够使得镍氢电池中的各类金属得到有效回收，在回收产品的纯度上也较高[3]。但该方式也存在着一定的不足，即技术工艺流程过于复杂，且浸出液体的腐蚀性较强，倘若处理方式存在不当则极易引发二度污染。另外，在原料消耗成本上也较大，获取的经济效益不够显著，为此，该方法在废旧镍氢电池回收工作上的应用也呈现出了逐年缩减的趋势。

3.2 火法冶金

火法冶金技术是一种理想的处理废旧电池的方法，它是利用废旧镍氢电池中各个金属在熔点与沸点上的差异性，来将废旧电池进行加温、分离处理，以使电池中的化合物及金属进行氧化、还原、分解和冷凝，进而达到回收金属的目的[4]。火法冶金技术又可分为真空冶金法和常压冶金法。前者既是在密封的环境下进行的，后者则是在大气中进行的。火法冶金处理技术的具有较强的可操作性，且回收率高，因而得到了较为广泛的应用。

3.3 生物冶金技术

生物冶金技术是利用嗜酸微生物及其代谢物的直接作用或间接作用，产生氧化、还原、结合、吸附或溶解作用，并将其中的不溶性成分进行分离与浸提。该技术原理源自于矿物业的生物湿法冶金技术，为此生物冶金法又可称之为生物沥滤。生物冶金技术的优缺点都较为显著，其中优点则是工艺流程简单、操作便捷、消耗成本较低；缺点则是所需浸取时间较长且浸取率不高[5]。

3.4 废旧镍氢电池直接再生技术

该技术既是利用含有镍离子的浓硫酸来对电池内部进行清理，并在保持一定温度的基础上对电池进行充电，以让废旧电池隔膜的亲水性以及正负极的容量得到有效恢复，进而实现对镍氢电池的再生。直接再生技术工艺操作性较强，且资源回收率较高。但由于该技术对原料的质量要求较高，且所得产品在杂质含量方面较高，使得该技术的应用得到了一定的限制。

4 结语

随着社会的发展以及环境污染问题的日益加剧，废电池的再生利用已逐渐成为了世界性的“阳光工程”。而我国要想做好这份具有良好发展前景的工作，就务必要充分认清废旧镍氢电池的回收的重要性，并废旧镍氢电池电池处理技术进行不断的研究、创新、完善与应用，唯有如此，才能不断提升镍氢电池的回收利用效率，进而促进我国社会经济效益的不断提升。

参考文献

[1] 王大辉，张盛强，侯新刚，等.废镍氢电池负极材料中活性物质与基体的分离[J].兰州理工大学学报，2011（3）：11-15

[2] 吴巍，张洪林.废镍氢电池中镍、钴和稀土金属回收工艺研究[J].稀有金属，2012（1）：79-84.

[3] 夏李斌，罗俊，田磊.废旧镍氢电池正极浸出试验研究[J].江西有色金属，2013（3）：32-33.

[4] 钟燕萍，王大辉，康龙.从废弃镍基电池中回收有价金属的研究进展[J].新技术新工艺，2009（8）：81-86.

[5] 孙艳，吴锋，辛宝平，等.温度对生物淋滤废旧MH/Ni电池中重金属影响研究[J].环境污染与防治，2013（5）：1-3，9.