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废旧锂电池的回收与再利用研究_贾正文
废旧锂电池内含有大量的重金属以及废酸、废 碱等电解质溶液。长期裸露地表或埋于地下,电池 外壳慢慢被腐蚀,电池内重金属逐渐渗透入土壤和 水体,产生重金属污染,例如一粒纽扣电池就可以污 染 600 立方米的水。被污染的水及土壤成分通过生 物链等形式在人体内不断聚集,最终对人体造成极 大的危害。一般电池中包含了汞、铅、镉等多种特殊 物质。其中,每 种 物 质 对 人 体 的 伤 害 都 是 巨 大 的。 尽管目前对电池的成分做了一定的要求比如要求电 池少汞、无汞等,但仍难以避免大量的金属物质对人 类及大自然构成的极大威胁。 1. 3 废旧锂电池回收再利用的价值 1. 3. 1 废旧锂电池回收再利用的价值
Jia Zhengwen,Zhang Guosheng,Li Daokuan
( Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)
Abstract: Currently,used batteries pollution poses great hazards to human health and the environment,and therefore,attracting more and more attentions from the public. Combined with the current recycling situation of waste lithium batteries and related regional field research profiles about them,the status quo of recycling of waste lithium batteries and people's awareness of waste lithium batteries are learned,and the value of recycling waste lithium battery is further analyzed. Taken the differences in battery varieties into account,this study designs a targeted and feasible recovery system of waste lithium batteries. Some methods that prolong the service life of lithium batteries and increase their using cycle are put forward through the analysis of the basic operating principle,the features when used and material composition of the batteries.
收稿日期:2014 - 10 - 27 作者简介:贾正文( 1994 - ) ,男,在读本科生,主要从事岩土工程的
研究。
然趋势。随着价格持续下降,锂离子电池取代铅酸 电池和镍氢电 池 的 速 度 也 在 加 快。 在 消 费 电 子 领 域,锂离子电池几乎完全取代了后两者。据网上调 查显示,2013 年 智 能 手 机 锂 电 池 需 求 增 速 约 为 50% ,而平 板 电 脑 市 场 对 锂 电 池 的 需 求 增 速 超 过 230% ,且以后将继续高速增长。由此可见,对于锂 电池回收再利用的研究越来越为人们所需要。
通过调查的几个方面反映出了一系列的问题及 人们对此的看法。从调查中不难看出,人们迫切地 希望废旧锂电池能够得到很好地处理与再利用。为 此社会、政府、企业应当一道共同构建废旧锂电池回 收体系。
第 39 卷第 11 期 2014 年 11 月
贾正文等·废旧锂电池的回收与再利用研究
Vol. 39 No. 11 Nov. 2014
( 3) 锂电池成分相对环保,资源化程度高,可再 用效率高;
针对锂电池的特性,对于锂电池的回收,可提高 其针对性,确定固定回收周期,致力于政府与电池厂 商一道解决。以便更好地实现锂电池的回收再利用 乃至于普通废旧电池的回收与再利用。
3. 1 提高针对性 对销售电子产品的厂家进行管理,在销售端建
立回收点,市民可以直接将使用后的电池交付销售 商,以此建立和加大回收流动点的范围。回收电池 仅局限于 锂 电 池,其 他 电 池 应 该 做 分 类 处 理,分 类 回收。
体系; 通过分析锂电池工作的基本工作原理、使用特性及电池材料组成成分,提出一些延长锂电池使用寿命、增
加使用周期的方法。
关键词:危害性; 回收体系; 使用寿命与周期; 再利用; 锂电池
中图分类号:X78
文献标志码:A
Recovery and Reuse of Waste Lithium Battery
第 39 卷第 11 期 2014 年 11 月
环境科学与管理 ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT
文章编号:1674 - 6139(2014)11 - 0099 - 04
Vol. 39 No. 11 Nov. 2014
废旧锂电池的回收与再利用研究
贾正文,张国胜,李道宽
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第 39 卷第 11 期 2014 年 11 月
贾正文等·废旧锂电池的回收与再利用研究
Vol. 39 No. 11 Nov. 2014
1. 2 废旧电池的危害 目前中国废旧电池普遍采用的是与生活垃圾一
起填埋、焚 烧、堆 肥 等 方 法 进 行 处 理[2]。 即 使 少 数 电池被回收,也很少能再进行加工利用。这不仅对 资源造成了极大地浪费同时更大程度上破坏了环 境,危害了人类的健康。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动 工具等电子产品中,因此对锂电池的回收可以有别 于一般电池的回收,同时伴随着锂电池的普及,对锂 电池的回收亦可以很好地解决电池污染问题。锂电 池在使用过程中具有显著的特性[6]:
( 1) 锂电池多为电子产品所使用,适用范围相 对固定;
( 2) 锂电池使用效率高,使用周期长,且周期相 对固定;
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废旧锂电池回收再利用的问卷调查。调查人群包含 商人、学生、工人、农民等,涉及题目十二个,分别就 对中国现如今废旧锂电池回收现状、废旧锂电池的 处理由谁负责任、锂电池与其他一般电池的区别及 其污染情况等问题进行了调查。调查结果如下:
针对生活周围附近有无废旧电池回收站的调查 情况如图 2 所示,由图 2 可以看出 65. 48% 的人表示 生活周围不存在废旧电池回收站,而仅 15. 19% 的 人认为周围存在废旧电池回收站( 不排除部分市民 将一般回收站误认为电池回收站) ,在调查过程中, 绝大多数的调查对象表示,其随意丢弃废旧电池的 主要原因是不知道废旧电池回收装置所在。生活中 尽管部分市民了解废旧锂电池的危害,但苦于没有 回收 单 位 与 组 织,也 被 迫 将 电 池 存 放,对 其 无 可 奈何。
2. 2. 1 完善相关法律法规的保障制度 加快中国相关法 律 的 建 设[4]。法 律 法 规 的 健
全是废旧电池回收处理系统的外部驱动力,只有充 分发挥利益机制和法律规范两种驱动力的作用,回 收处理产业才能真正运行起来并产生实效。加强废 电池管理法规建设应设立管理机构进行专门管理, 并根据中国废电池的生产、管理现状以及废电池的 发展趋势,制定合理的、符合中国实际情况的管理办 法和具体、可操作的管理实施细则; 对电池产品环保 指标一定要进行严格把关,而且在政策、税收等方面 应鼓励相关企业进行工艺改进和环保投资; 同时要 加强管理力度,建立健全废电池管理的运行机制; 并 应逐步建立起相应于管理体系各环节的管理法规执 行及监管体系,以保证管理的有效、顺利进行。 2. 2. 2 制定规范、统一标准
( 河南理工大学,河南 焦作 454000)
Байду номын сангаас
摘 要:目前废旧电池污染对人类健康及环境造成的危害越来越受到人们的关注。结合目前国内废旧锂电池
回收概况及区域废旧锂电池回收的实地调研情况,了解废旧锂电池的回收再利用现状及人们对废旧锂电池的
认识,分析锂电池的再利用价值。同时,结合电池品种差异的特性,设计出针对性强、可行性高的废弃锂池回收
制定统一的使用及回收标准,加大回收单位与 组织规范性的建设。类比中国对手机充电器的统一 规定,逐步完善电池的使用规范,使用统一电池,以 确保电池的使用安全[5]及回收便利。
3 废旧锂电池的回收系统
目前中国 还 未 形 成 完 善 的 废 旧 电 池 的 回 收 体 系。回收率低的现状直接限制了处理规模的扩大和 处理技术的提高。面对如此现状,再加上手机等电 子产品的迅速普及,电池使用量与日俱增,废旧电池 特别是废旧锂电池的回收再利用面临着严峻挑战。
废弃锂电池并非百害而无一利,其大多数零部 件可以回收,尤其是重金属的回收具有很高的社会 效益与 经 济 效 益[3]。 通 常,废 弃 锂 离 子 电 池 含 钴、 锂、镍的比例分别为 5% ~ 15% 、2% ~ 7% 、0. 5% ~ 2% ,还含有 Cu、Al、Fe 等金属元素。对这些现有匮 乏的重金属的回收再利用,不仅可以缓解钴、锂等资 源短缺状况、保护生态环境,也可以更好地节约资源 保护人类健康。 1. 3. 2 废旧锂电池回收再利用的方法
图 2 生活区附近有无废旧电池回收站调查结果图
对于中国目前的锂电池回收现状,了解到人们 对回收再利用体系的满意程度。仅 5. 06% 的人对 此表示满意,如此低的满意度不能不引起我们的高 度重视。无论是政府还是生产厂商等都未能很好地 促进废旧锂电池的回收。
关于由谁应该主导废旧电池的回收,人们对此 有不同看法。其中政府与电池厂商分别是 44. 30% 、 37. 97% 的比例,此比例表明了人们对此问题的两大 主流看法,可 见,促 进 生 产 厂 商 与 政 府 间 的 相 互 合 作,普遍为人们所接受。同时相差无几的比例也反 映了人们对此的困惑与迷茫。17. 72% 的人认为民 间机构更应该担负起废旧电池回收的重任,由此可 见,良好的社会风气亦是人们认为影响回收效果的 重要因素。 2. 2 废旧锂电池回收再利用的建议