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废旧电池如何处理才是正确的?

变宝网07月10日讯

废旧电池如何处理尚有争议,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染万立方米的水。科学调查表明,一颗普通电池弃入大自然后,可以污染60万升水,相当于一个人一生的用水,而中国每要消耗这样的电池70亿只。下面变宝网小编带大家了解废旧电池如何处理。

一、废旧电池回收方法

1.废镍氢电池

1.1失效负极合金粉的回收处理

将失效MH/Ni电池外壳剥开,从电池芯中分选出负极片,用超声波震荡和其它物理方法,得到失效负极粉,再经化学处理得到处理后的负极粉,将此负极粉压片,在非自耗真空电弧炉中反复熔炼3~4次。除去熔炼铸锭表面的氧化层,将其破碎,混合均匀后,用ICP方法测其混合稀土、镍、钴、锰、铝各素的百分含,根据储氢合金素流失的不同,以镍素的含为基准,补充其它必要素,再进行冶炼,最终得到性能优良的回收合金。

1.2失效MH/Ni电池负极合金的回收

将失效负极粉采用化学处理的方法,利用处理液对合金表面的浸蚀,破坏合金表面的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它素及导电剂受到的浸蚀影响降至最小。采用05mol·L-1的醋酸溶液,将失效合金粉在室温下处理0.5h,再用蒸馏水洗涤、真空条件下干燥。结果看出,AB5型储氢合金的主体结构没有变,仍属于CaCu5型六方结构,但负极粉中Al(OH)3和La(OH)3的杂相基本完全消失,说明这些氧化物经化学处理后,表面的氧化物几乎完全被溶解掉。将化学处理后的失效负极粉与制作电池用的原合金粉以及未经化学处理的失效合金粉,做充放电性能对比,经过化学处理的失效负极粉的放电比容比未经化学处理的失效负极粉高23mAh·g-1,说明经过化学处理以后,由于表面氧化物被大部分除去,使失效负极粉中储氢合金的有效成分加。XPS测试结果表明,负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%,这说明经过化学处理以后,合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性,而且也提供了氢原子的扩散途径,因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较,放电比容仍低90mAh·g-1,一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面,也可能会深入到合金的内部,化学处理仅仅是将表面的氧化物除去,颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积大,同时使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易,两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以,仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能,还需进行熔炼处理。

将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行第一次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各素含,结果可以看出合金中的素含偏离原合金,镍含远大于原合金粉中的镍含,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它素的含使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。

将回收的合金粉做充放电性能测试,可以看出,回收合金粉的放电容比失效负极粉高约100mAh·g-1,与原合金粉的放电容相比基本相同,并且回收合金粉的放电平台压比原合金粉的放电平台压高约20mV左右,这可能是由于合金回收的过程中经过数次熔炼,使合金的成分和微观结构得到了改善的原因。

废旧电池如何处理才是正确的?

2.废锂离子二次电池

采用碱溶解→酸浸出→P204萃取净化→P507萃取分离钴、锂→反萃回收硫酸钴和萃余液沉积回收碳酸锂的工艺流程,从废旧锂离子二次电池中回收钴和锂。实验结果表明:碱溶解可预先除去约90%的铝,H2SO4+H2O2体系浸出钴的回收率达到99%以上;P204萃取净化后,杂质含为Al3.5mg/L、Fe0.5mg/L、Zn0.6mg/L、Mn2.3mg/L、Ca<0.1mg/L;用P507萃取分离钴和锂,在pH为5.5时,分离因子βCo/Li可高达1×105;95℃以上用饱和碳酸钠沉积碳酸锂,所得碳酸锂可达零级产品要求,一次沉锂率为76.5%。

锂离子二次电池由外壳和内部电芯组成,外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳;电池的内部电芯为卷式结构,主要由正极,负极,隔离膜,电解液组成。一般电池的正极材料由约90%钴酸锂活性物质,7%~8%乙炔黑导电剂和3%~4%有机粘和剂,均匀混合后涂抹于厚度约20μm铝箔集流体上;电池的负极由约90%负极活性物质碳素材料,4%~5%乙炔黑导电剂和6%~7%粘和剂均匀混合后涂抹在厚度为15μm铜箔集流体上。正负极的厚度约0.18~0.20mm,中间用厚度约10μm隔离膜隔开,隔离膜一般用聚乙烯或聚丙烯膜,电解液为六氟磷酸锂的有机碳酸酯溶液。将废旧锂离子二次电池除去包装及外壳,取出电芯,分离出正极材料。

二、废旧电池处理方法

废电池的处理方法也可以从电池的结构入手,首先是表面的皮,它的主要成分是锌。在初三的实验中也有这样的一个实验:

1、用废弃电池锌皮制取硫酸锌晶体。

实验用品:烧杯、铁架台(带铁圈)、酒精灯、蒸发皿。

稀硫酸、干电池锌皮。

实验步骤:

(1)把干电池锌皮表面的杂质除掉后把它们放在烧杯里。

(2)向烧杯倒进适稀硫酸,以浸没锌皮为度,待锌皮溶解。

(3)把反应后的溶液进行过滤。

(4)把滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热。待蒸发皿析出较多晶体时停止加热,用蒸发皿的余热把滤液蒸干,把硫酸锌晶体回收,放入指定的容器内。

2、第二层的化学物质中的成分很复杂,只有用先进的机器才能从中提取出有关成分,再制成有用的东西。日本也曾经有一间这样的工厂,把废电池回收,从中提取出汞,但一废电池最多可以提取几十千克的汞,所以这间工厂最后由于投资大,回收小而破产倒闭。虽然政府鼓励发展这种实业,但很多厂家也不敢以身犯险。最内一层当然是石墨电极啦。

3、电池的最里面的是石墨碳棒,其也有很大的作用,回收后有很大的经济。如果从石墨上削下一些粉末,用手摸一下,有滑腻的感觉。石墨的这个性质决定了它可以被用作润滑剂。有些在高温下工作的机器就用石墨粉作润滑剂,这除了应用石墨粉的润滑性外,还应用了它的熔点高,能耐高温的性质。其实石墨还有另一种重要的用途,就是用来制造人造金刚石,也许很少人知道石墨和金刚石是由碳素构成的单质,但它们的原子排列顺序不同,导致它们之间的差异很大,把石墨加热到20000C,加压到5×109帕~1×1010帕和有催化剂存在条件下,可以制造出那闪闪发亮的人造金刚石。人们看到那美丽的金刚石,怎么也不会想到它是由那墨黝黝的石墨制成的。

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