吳宥蓉

【摘要】化學(xué)電池在我們的生活中隨處可見，并有利于促進(jìn)電能轉(zhuǎn)化，推動社會發(fā)展。基于此，筆者根據(jù)生活中接觸到的電池種類，對其原理、影響及回收利用進(jìn)行了介紹，通過本文的分析，希望能給予大家對化學(xué)電池的了解，樹立環(huán)保意識，以做一名合格的中學(xué)生。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)電池 影響 回收利用 原理

隨著科學(xué)技術(shù)的推進(jìn)，我們對電子產(chǎn)品越來越依賴，電池的使用量也越來越多，而如果化學(xué)電池沒有得到合理處理，將會對環(huán)境和人體健康造成極大的困擾，所以對其影響與回收利用進(jìn)行探討，不僅具有非常重要的現(xiàn)實意義，對于我們高中生環(huán)保理念的樹立也有著積極作用。

一、化學(xué)電池的概述

（一）原理

所謂化學(xué)電池，就是能將化學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏δ芰康囊环N裝置，而電解質(zhì)溶液、浸在溶液中的正負(fù)極和連接電極的導(dǎo)線是其中的主要部分，同時電勢差的產(chǎn)生主要是利用發(fā)生在兩個電極之間的金屬性差異，這種差異的存在會引起電子的流動，由此產(chǎn)生電流。其次原電池反映屬于放熱的氧化還原反應(yīng)，與一般的氧化還原反映有所區(qū)分，而電子轉(zhuǎn)移是還原劑在負(fù)極上因失電子而發(fā)生了氧化反應(yīng)，并非是通過氧化劑和還原劑之間的相互結(jié)合所發(fā)生的，同時從能量轉(zhuǎn)化方面來看，原電池把化學(xué)能量轉(zhuǎn)化為電能，而從化學(xué)反應(yīng)的角度來看，原電池的原理是氧化反應(yīng)中的還原劑失去的電子通過導(dǎo)線而傳遞的，是反映在兩個電極上呈現(xiàn)出的不同表現(xiàn)。

（二）種類

據(jù)筆者向老師咨詢后了解到，化學(xué)電池按不同的工作類型可分為：一次電池（原電池）、二次電池（蓄電池）、鉛酸蓄電池，其中，一次電池主要包括：糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、一次鋰錳電池等；二次電池可涵蓋為：鎘鎳電池、氫鎳電池、二次堿性鋅錳電池；而鉛酸蓄電池可概括為：開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新型化學(xué)電池也開始出現(xiàn)，比如：氫氧燃料電池、海水電池、磷酸型燃料電池等。而干電池，也就是鋅錳干電池的總稱，其的總反應(yīng)式為：

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

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

由上我們大家可知，電解質(zhì)溶液吸收正極生成的氨，二氧化錳將氨氣氧化成水，并且在使用過程中由于鋅皮會腐蝕，而且不能進(jìn)行充電將其復(fù)原，因此可以看出，這種電池不能長時間連續(xù)利用，并且電量小，若在使用過程中不加注意，極易引起漏液現(xiàn)象。

二、化學(xué)電池的危害

（一）鉛酸電池

廢舊鉛酸電池的硫酸及鉛、銻、砷、鎳等重金屬會對環(huán)境產(chǎn)生污染，同時在電池的回收利用過程中，鉛粉塵是主要污染物，并有可能會進(jìn)入人體的血液中，而如果血液中的鉛含量超過，就會造成貧血、腹痛和脈搏減弱，以及神經(jīng)代謝、生殖等方面的疾病，嚴(yán)重時還會致人死亡。另外從節(jié)約能源的角度出發(fā)，廢電池可以看成是部分金屬資源存在的另外一種形式，其中仍含有大量的可再生資源。

（二）鋰離子電池

在化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，我們知道LiCoO2與水、酸或氧化劑會發(fā)生強烈反應(yīng)，燃燒或受熱后還會分解產(chǎn)生有毒的鋰、鈷氧化物，而重金屬鈷污染會使環(huán)境升高，同時LiMn2O4與有機溶劑或還原劑或強氧化劑（雙氧水、氯酸鹽等、金屬粉末等）發(fā)生反應(yīng)后，可產(chǎn)生有毒氣體Cl2，但由于LiNiO2受熱會分解為Li2O、NiO和O2，遇水、酸后會發(fā)生分解，因此會促使其產(chǎn)生氧氣，使環(huán)境pH升高。

（三）鎳氫電池

氫鎳電池是以Ni（OH）2為正極材料，貯氫合金材料為負(fù)極材料的堿性二次電池，電極反應(yīng)如下，正極：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+

e-負(fù)極：M+H2O+e-=MH+OH-，當(dāng)電池放電時，在正極上生成氫：2H2O+e-

→H2+2OH-，在負(fù)極上消耗氫：H2+2OH-→2H2O+2e-，且金屬氫化物中的氫會被氧化成H2O釋放到外電路中，而NiOOH正極會被還原成氫氧化鎳，同時當(dāng)電池充電時，水會電解生成H2，并會被貯氫合金所吸收，氫氧化鎳氧化成NiOOH，因此總體來看，無論是過充電還是過放電反應(yīng)，總體上均沒有發(fā)生凈變化。其次隨著鎳氫電池產(chǎn)量和使用量的日益增加，鎳鹽可引起金屬熱劇烈，瘙癢和濕疹，羰基鎳可引起頭痛、頭暈、頭步態(tài)不穩(wěn)、惡心、嘔吐、胸悶等麻痹神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重時會刺激呼吸道，從而引起炎癥和肺水腫。

三、化學(xué)電池的應(yīng)用

（一）從黑色混合物中提取

（1）濾液中提取氯化銨；黑色混合物濾液中的主要成分是氯化銨和氯化鋅，兩者在不同的溫度下的溶解度差異較大，因此氯化銨在100℃開始顯著揮發(fā)時，當(dāng)氣溫達(dá)到338℃時會開始離解，350℃時開始升華，所以利用氯化銨的溶解性原理和自身的化學(xué)性質(zhì)，可以將氯化銨從濾液中提取出來。

（2）從濾渣中提取MnO2；黑色混合物的濾渣中含有二氧化錳、炭粉和其它少量有機物，將之用水沖洗濾干固體，灼燒以除去炭粉和其它有機物，然后煅燒可得到MnO2，而如果要得到更加純凈的MnO2，則需進(jìn)一步采取化學(xué)方法進(jìn)行提純。

（二）綜合回收利用

（1）濕法；電解質(zhì)溶液中的部分金屬和廢金屬物質(zhì)可以溶于酸，利用這類反應(yīng)能夠有效實現(xiàn)化學(xué)電池的回收利用，其原理是使酸與化學(xué)電池中的某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而生成可溶性鹽，然后再將純化過的可溶性鹽溶液進(jìn)行電解，使其產(chǎn)生純度較高的金屬單質(zhì)和相應(yīng)氧化物，此法還可用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品或化肥。

（2）干法；其是指將化學(xué)電池進(jìn)行分類后，在600-800℃的高溫環(huán)境下進(jìn)行焙燒，以使其中的金屬及其化合物進(jìn)行充分的氧化還原反應(yīng)和分解反應(yīng)的方法，相對濕法，干法的處理成本較高，操作難度也較大，舉例來說，就是通過將化學(xué)電池磨碎送往高溫爐內(nèi)進(jìn)行加熱的方法，從而通過控制不同的溫度，以得到不同溫度條件下的揮發(fā)物質(zhì)。

四、總結(jié)

總之，對化學(xué)電池的原理及影響、利用進(jìn)行分析，不僅可使我們了解到化學(xué)電池在生活中的運用，也點出了對生活環(huán)境造成的危害，所以我們不僅要努力提升自身素養(yǎng)，同時還要多多加強宣傳活動，樹立環(huán)保意識，做一個有思想、有文化、有強烈社會責(zé)任感的優(yōu)秀學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬云梅.淺談化學(xué)電池的危害與回收利用[J].陜西教育（高教版），2011，（Z1）.endprint