化学电池的影响与回收利用

吴宥蓉

【摘要】化学电池在我们的生活中随处可见，并有利于促进电能转化，推动社会发展。基于此，笔者根据生活中接触到的电池种类，对其原理、影响及回收利用进行了介绍，通过本文的分析，希望能给予大家对化学电池的了解，树立环保意识，以做一名合格的中学生。

【关键词】化学电池 影响 回收利用 原理

随着科学技术的推进，我们对电子产品越来越依赖，电池的使用量也越来越多，而如果化学电池没有得到合理处理，将会对环境和人体健康造成极大的困扰，所以对其影响与回收利用进行探讨，不仅具有非常重要的现实意义，对于我们高中生环保理念的树立也有着积极作用。

一、化学电池的概述

（一）原理

所谓化学电池，就是能将化学转变为电力能量的一种装置，而电解质溶液、浸在溶液中的正负极和连接电极的导线是其中的主要部分，同时电势差的产生主要是利用发生在两个电极之间的金属性差异，这种差异的存在会引起电子的流动，由此产生电流。其次原电池反映属于放热的氧化还原反应，与一般的氧化还原反映有所区分，而电子转移是还原剂在负极上因失电子而发生了氧化反应，并非是通过氧化剂和还原剂之间的相互结合所发生的，同时从能量转化方面来看，原电池把化学能量转化为电能，而从化学反应的角度来看，原电池的原理是氧化反应中的还原剂失去的电子通过导线而传递的，是反映在两个电极上呈现出的不同表现。

（二）种类

据笔者向老师咨询后了解到，化学电池按不同的工作类型可分为：一次电池（原电池）、二次电池（蓄电池）、铅酸蓄电池，其中，一次电池主要包括：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、一次锂锰电池等；二次电池可涵盖为：镉镍电池、氢镍电池、二次碱性锌锰电池；而铅酸蓄电池可概括为：开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。由于科学技术的不断发展，一些新型化学电池也开始出现，比如：氢氧燃料电池、海水电池、磷酸型燃料电池等。而干电池，也就是锌锰干电池的总称，其的总反应式为：

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

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

由上我们大家可知，电解质溶液吸收正极生成的氨，二氧化锰将氨气氧化成水，并且在使用过程中由于锌皮会腐蚀，而且不能进行充电将其复原，因此可以看出，这种电池不能长时间连续利用，并且电量小，若在使用过程中不加注意，极易引起漏液现象。

二、化学电池的危害

（一）铅酸电池

废旧铅酸电池的硫酸及铅、锑、砷、镍等重金属会对环境产生污染，同时在电池的回收利用过程中，铅粉尘是主要污染物，并有可能會进入人体的血液中，而如果血液中的铅含量超过，就会造成贫血、腹痛和脉搏减弱，以及神经代谢、生殖等方面的疾病，严重时还会致人死亡。另外从节约能源的角度出发，废电池可以看成是部分金属资源存在的另外一种形式，其中仍含有大量的可再生资源。

（二）锂离子电池

在化学的学习过程中，我们知道LiCoO2与水、酸或氧化剂会发生强烈反应，燃烧或受热后还会分解产生有毒的锂、钴氧化物，而重金属钴污染会使环境升高，同时LiMn2O4与有机溶剂或还原剂或强氧化剂（双氧水、氯酸盐等、金属粉末等）发生反应后，可产生有毒气体Cl2，但由于LiNiO2受热会分解为Li2O、NiO和O2，遇水、酸后会发生分解，因此会促使其产生氧气，使环境pH升高。

（三）镍氢电池

氢镍电池是以Ni（OH）2为正极材料，贮氢合金材料为负极材料的碱性二次电池，电极反应如下，正极：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+

e-负极：M+H2O+e-=MH+OH-，当电池放电时，在正极上生成氢：2H2O+e-

→H2+2OH-，在负极上消耗氢：H2+2OH-→2H2O+2e-，且金属氢化物中的氢会被氧化成H2O释放到外电路中，而NiOOH正极会被还原成氢氧化镍，同时当电池充电时，水会电解生成H2，并会被贮氢合金所吸收，氢氧化镍氧化成NiOOH，因此总体来看，无论是过充电还是过放电反应，总体上均没有发生净变化。其次随着镍氢电池产量和使用量的日益增加，镍盐可引起金属热剧烈，瘙痒和湿疹，羰基镍可引起头痛、头晕、头步态不稳、恶心、呕吐、胸闷等麻痹神经系统，严重时会刺激呼吸道，从而引起炎症和肺水肿。

三、化学电池的应用

（一）从黑色混合物中提取

（1）滤液中提取氯化铵；黑色混合物滤液中的主要成分是氯化铵和氯化锌，两者在不同的温度下的溶解度差异较大，因此氯化铵在100℃开始显著挥发时，当气温达到338℃时会开始离解，350℃时开始升华，所以利用氯化铵的溶解性原理和自身的化学性质，可以将氯化铵从滤液中提取出来。

（2）从滤渣中提取MnO2；黑色混合物的滤渣中含有二氧化锰、炭粉和其它少量有机物，将之用水冲洗滤干固体，灼烧以除去炭粉和其它有机物，然后煅烧可得到MnO2，而如果要得到更加纯净的MnO2，则需进一步采取化学方法进行提纯。

（二）综合回收利用

（1）湿法；电解质溶液中的部分金属和废金属物质可以溶于酸，利用这类反应能够有效实现化学电池的回收利用，其原理是使酸与化学电池中的某些物质发生反应，从而生成可溶性盐，然后再将纯化过的可溶性盐溶液进行电解，使其产生纯度较高的金属单质和相应氧化物，此法还可用于生产化工产品或化肥。

（2）干法；其是指将化学电池进行分类后，在600-800℃的高温环境下进行焙烧，以使其中的金属及其化合物进行充分的氧化还原反应和分解反应的方法，相对湿法，干法的处理成本较高，操作难度也较大，举例来说，就是通过将化学电池磨碎送往高温炉内进行加热的方法，从而通过控制不同的温度，以得到不同温度条件下的挥发物质。

四、总结

总之，对化学电池的原理及影响、利用进行分析，不仅可使我们了解到化学电池在生活中的运用，也点出了对生活环境造成的危害，所以我们不仅要努力提升自身素养，同时还要多多加强宣传活动，树立环保意识，做一个有思想、有文化、有强烈社会责任感的优秀学生。

参考文献：

[1]马云梅.浅谈化学电池的危害与回收利用[J].陕西教育（高教版），2011，（Z1）.endprint