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正确使用电池的方法

2019-07-19尉姝琦

知识窗·教师版 2019年5期
关键词:废旧电池蓄电池环境污染

尉姝琦

摘要:电子产品已是当今生活中必不可少的一种生活用具,电子产品种类繁多,便携式电子产品工作电源均采用电池作为电源。随着电子产品的使用增多,电池使用量增加,废旧电池数量急剧增加,给我们赖以生存的环境造成了严重污染,所以在生活中正确使用电池很有必要。本文探讨了正确使用电池的方法,希望通过普及正确使用电池的方法,减少废旧电池的产生,并正确处理废旧电池,从而达到减少废旧电池对环境的污染。

关键词:干电池  蓄电池  废旧电池  环境污染

生活中诸多电子产品都会用到电池,如电动玩具、手电筒、遥控器、手机等。电池是将化学能转化为电能的储能装置,电池报废后会遗留很多化学物质,对自然环境造成很大的污染。近年来,国家提倡垃圾分类,但普及程度不够,未能得到很好的落实,仍然有大量的废旧电池未经处理就直接进入生活环境的角落。基于此,笔者探讨了电池正确的使用方法,以减少报废电池的产生,节约成本,并减轻废旧电池的处理压力和环境污染,希望这种能使广大群众直接受益的方法得到更好的推广。

一、常用电池的分类

常用电池有很多种,从外形上可大致分为以下9种,如表1所示。其中,5号、7号电池最为常见,杂货店或超市随处都可以买到。

从是否可循环使用上来看,电池可分为普通电池与可充电电池。普通电池只能使用一次,电量放完后不能再次使用;充电电池能充电,可多次使用,实际使用次数取决于生产电池的原料与使用条件等。

从电池端电压上分类,常用电池又可分为1.2V电池、1.5V电池、3.7V电池和9V电池。

二、电池的使用方法与注意事项

1.电池工作电路模型分析

电池作为便携电子产品的电源,在電路模型中主要是以电压源的形式存在。考虑到电池电压、允许放电电流和负载功耗等内容,电池在使用过程中有单个电池、多节电池并联与多个电池串联等方式,如图1所示。

根据电路负载功耗选择合适的电池,图1中①的负载功率小,选择一个合适电池作为电源即可;图1中②的负载功率较大,又负载工作电源电压,所以要求高,可选择多个电池串联供电;图1中③的负载功率较大,又负载耐压较低,可选择多个电池并联供电。大多情况下,人们生活中用到的是图1中的①和②两种形式。

2.干电池使用的注意事项

普通干电池大都是锰锌电池,中间是正极碳棒、外包石墨和二氧化锰的混合物,再外面是一层纤维网,网上涂有很厚的电解质糊,其构成是氯化铵溶液和淀粉,另有少量防腐剂,最外层是金属锌皮做成的筒,也就是负极。干电池放电就是氯化铵与锌的电解反应,释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒,锌的电解反应是会释放氢气,这种气体会增加干电池的内阻,而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的。

干电池工作过程就是通过电池化学反应释放电能的过程,化学反应方程式如下:

Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O

若电池连续工作时间太久,二氧化锰就来不及吸收释放的氢气,干电池就会因内阻太大而输出电流太小,以至于失去作用。此时,若将电池适当加热或放置一段时间,它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出,二氧化锰也到了还原恢复,那么电池就会重新有活力了。

电池是一种装满化学物质的装置,不能在火上灼烧和解剖。上述提到的加热只是稍微加热,在操作中必须防范电池过热,一般可采用电吹风加热1分钟,电池放置在电吹风出风口约10厘米处。

电池随着放电活力下降,内阻增加,电压下降,活力低的电池在高功耗电子产品上使用效果不佳,在低功耗电子产品上可以良好使用,所以高功耗产品用过的电池可以转移到低功耗产品上继续使用。

3.新旧电池混用问题

在物理课中,教师讲过新旧电池不能混用的问题,也对通讯蓄电池的新旧电池混用问题进行了研究。笔者发现,在两种新旧电池混用问题分析中,对旧电池的定义是不一样的,前者所述旧电池是指电池的电量几乎为0,独立使用基本上不能提供放电电流;后者所述旧电池是性能下降的电池,只是电量小于新电池而已,独立使用仍可正常工作。

人们习惯性地认为旧的东西应该还可以发挥原有功能,如旧衣服还可以穿等。如果旧电池是指电量小于新电池,独立使用还可输出电流的电池,那么在家用电器中(一般为串联),新旧电池混是否可以混用呢?

在“ahma牌”收音机中装入3节新的南孚电池,以正常收听3小时、关机1小时的方式,让收音机间歇工作,大约可正常收听12.5小时。更换3节新的南孚电池,以同样方式收听9小时后,将其中一节电池以新电池代替,按理应能正常收听3.5小时以上,但实验结果表明仅仅可正常收听约0.35小时,远远低于3.5小时。 因此,即使是还可以正常工作的旧电池,如果新旧电池混用,实际正常使用的时间还远不如全部是旧电池工作的时间长。

4.电池使用过程中的注意事项

第一,电压源不能短路,电池作为电压源,在使用过程中禁止短路;第二,电池是装载化学物品的装置,在使用过程中不能敲打、灼烧、浸泡等;第三,电池工作的过程是化学反应,低温影响化学物质的活性,常规电池应减少在低温环境使用。

三、废旧电池危害与处理办法

电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十立方米的水。甚至有人说,废电池随生活垃圾处理,可以引起诸如日本水俣病之类的危害,一节5号废电池可以导致一平方米土地荒废。废电池中含有汞、镉、铅、锌等重金属有毒物质,人若汞中毒,会损害中枢神经系统,死亡率高达40%;镉的主要危害是肾毒性,还会续发“痛痛病”(引起骨质疏松,软骨病和骨折),它甚至是致癌物质;人体食用含铅的食物,会影响酶及正常血红素合成,影响神经系统。

电池回收是社会呼吁的热门话题,国内和国际上对于干电池的含汞量进行了严格规定。从干电池的主要种类锌锰电池和碱性锌锰电池来看,回收可以获得汞、锌、镉等金属,并彻底解决电池造成的污染。国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。我们应该积极响应国家规定,对废旧电池进行分类,并放到指定位置,由相关部门接收后做出合理处理。

四、结语

笔者阐述了生活中使用电池的正确方法,电池在正确使用下能够有效延长寿命,能够给人们带来经济效益,也可以减轻环境污染的压力。废旧电池对环境和人身危害巨大,所以我们应积极响应国家号召,对废旧电池进行分类,并回收处理。

试验数据如下表2、表3、表4所示:

参考文献:

[1]常昊男.东台地区废干电池处理情况的调查研究[J].中学地理教学参考,2005,(11).

[2]张威.新旧干电池混用的实验研究[J].中国新技术新产品,2009,(23).

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[4]彦文.新旧电池勿混用[J].农家科技,1997,(6).

[5]张绍忠.新旧干电池不能混用[J].农村电工,2003,(7).

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[7]周洪伟.新旧干电池为何不能混用[J].湖南中学物理,2013,(2).

[8]韩兴泉.新旧干电池为什么不可混在一起使用[J].商业研究,1978,(5).

[9]姚克宇.关于存量电池利旧和新旧电池混用模式的研究[J].移动通信,2016,(15).

(作者单位:山西省太原市师范学院附属中学)

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