超載
垃圾分類(圖1)的目的就是為了將廢棄物分流處理,利用現(xiàn)有的生產(chǎn)制造能力,盡量回收利用它們,盡量減少浪費(fèi)土地和污染環(huán)境的填埋、焚燒、排放等處置方式。
垃圾分類的類別可能各地會(huì)略有區(qū)分,但是總體是按照是否可回收、回收后處理方式的差異來決定的。這不是依靠慣常的認(rèn)知來分類,務(wù)必要搞清楚差別,我們就以北京為例來看一看具體的分類,特別是可回收物(圖2)。
注意,電腦中最大的配件—— 電腦機(jī)箱、手機(jī)等屬于可回收產(chǎn)品,但是筆記本電腦、手機(jī)內(nèi)置的鋰電池卻不屬于可回收垃圾。而是被歸入了有害垃圾(圖3)哦!
有害垃圾(紅色桶)是對(duì)身體和環(huán)境有害的,如廢燈管、水銀溫度計(jì)、過期藥品、油漆、化妝品等,需用特殊方法安全處理。需要注意的是,現(xiàn)在生產(chǎn)的1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)等干電池是低汞或者無汞電池,所以就不屬于有害垃圾了,應(yīng)投入“其他垃圾”中。但鈕扣電池、電子產(chǎn)品用的鋰電池、電動(dòng)車電瓶等鉛蓄電池和鎳鎘充電電池仍需作為“有害垃圾”進(jìn)行回收。
那么在談及如何處理這些電池之前,我們有必要先認(rèn)識(shí)一下日常使用的電子產(chǎn)品中,這些電池究竟有什么特性。
鋰電池通常包括金屬鋰電池(常見如紐扣電池)和鋰離子電池(也就是大家通常所說的鋰電池)兩類;鋰離子電池包括液態(tài)鋰離子電池(通常說的鋰離子電池)和聚合物鋰離子電池(圖4)。鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料,由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫?,使得鋰金屬的加工、保存、使用對(duì)環(huán)境要求非常高。鋰離子電池負(fù)極是石墨等插層結(jié)構(gòu)材料,電池中是鋰離子在正負(fù)極移動(dòng),因此比鋰電池安全很多。鋰離子電池和鋰聚合物電池之間最明顯的區(qū)別則是,鋰離子電池電解液是液態(tài),聚合物電池的電解質(zhì)是凝膠或者固態(tài),更安全一些。
鋰金屬電池是以二氧化錳作為正極材料、用金屬鋰或合金金屬作為負(fù)極材料、使用非水解電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬電池的化學(xué)特性太過活潑,因此鋰金屬電池?zé)o論是加工、保存還是使用,對(duì)于環(huán)境的要求都非常高。我們主板上的“紐扣”電池(圖5)就是鋰金屬電池。
鋰離子電池(Lithium battery)
鋰離子電池是使用鋰合金金屬氧化物作為正極材料、使用石墨作為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池(圖6)。鋰離子電池具有循環(huán)壽命高、比能量大、自放電小、電壓高等特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)類電子產(chǎn)品中,比如手機(jī)、平板、筆記本電腦等,鋰離子電池在動(dòng)力汽車領(lǐng)域也發(fā)揮著很重要的作用。
聚合物電池(Lithium-ion polymer batteries)
聚合物電池也稱鋰聚合物電池、高分子鋰電池(圖7)。它也是鋰離子電池的一種,但是與液鋰電池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性等多種明顯優(yōu)勢(shì),是一種新型電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合各種產(chǎn)品的需要,制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達(dá)到的最小厚度為0.5mm。 它的標(biāo)稱電壓與Li-ion一樣也是標(biāo)稱電壓 3.7V,沒有記憶效應(yīng)。
除了這些,還有磷酸鐵鋰之類的電池,多用在高能量需求的汽車(圖8)等領(lǐng)域,和我們常用的IT類產(chǎn)品電池不盡相同,這里也就不多說了。
除了剛剛我們提到的具體一點(diǎn)的紐扣類電池(如主板電池),其實(shí)在形態(tài)上我們也很容易區(qū)分鋰電池和鋰聚合物電池的樣子。
18650電池
所謂的18650電池(圖9)是鋰離子電池尺寸的一種規(guī)范,代表的含義是18mm直徑、65mm高度,而0代表的是鋰電池。根據(jù)這個(gè)定義,市面上很多鋰電池例如26650、21700、20700、18500之類,都是如此定義的。18650的出現(xiàn)時(shí)間非常早,形成了一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè),例如很多充電寶、USB風(fēng)扇等等,甚至是不少筆記本電腦都采用18650型電池,這類產(chǎn)品放電性能要求不高,但是要求容量大、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),而這些都是18650型電池的優(yōu)勢(shì),而且它的成本低廉。
18650電池的電壓一般為3.7V,充電電壓則是4.2V,最大的充電電壓最好不要超過4.3V,否則容易出現(xiàn)危險(xiǎn),這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。
目前市場(chǎng)上的聚合物鋰電池分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結(jié)構(gòu),但適應(yīng)于手機(jī)需求的規(guī)格大都在4mm厚度以下(圖10)。與液態(tài)電池比較,由于聚合物外包裝采用了更薄的鋁膜,比鋼殼、鋁殼更薄,而且生產(chǎn)方式與液態(tài)鋰電不同,聚合物越薄越好生產(chǎn),理論上可以生產(chǎn)出0.5mm以下厚度的電池。新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化(最薄0.8毫米)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池,為應(yīng)用設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了高度的設(shè)計(jì)靈活性和適應(yīng)性,以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時(shí),聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%,其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命(超過500次)與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
充電寶、更換下來的手機(jī)電池、筆記本電池(圖11)以及其他鋰電池,這些電池在丟棄的時(shí)候,強(qiáng)烈建議大家用透明膠帶或其他絕緣類產(chǎn)品貼覆所有金屬觸點(diǎn),以防止短接斷路起火。如果是18650的獨(dú)立電池,電池兩級(jí)務(wù)必貼上絕緣膠帶;如果是鋰聚合物電池,一定要注意切勿彎折、用硬物戳電池本身,并且要特別小心鼓包的電池(圖12、圖13)。另外,最好是用一個(gè)紙盒將電池集中包裝在一起(圖14),并在外面寫明是電池,方便回收處理的時(shí)候分辨。最后當(dāng)然就是投放到有害物專門的垃圾桶中,不可隨意丟棄到其他分類的垃圾桶。需要注意的是,無汞電池(如常見的1號(hào)、5號(hào)、7號(hào)電池)是不需要丟棄到有害垃圾桶中的。
電池是我們生活中不可或缺的電源來源、儲(chǔ)存電能的裝置,但是妥善處理這些電池也是非常需要留心的,如果非要總結(jié)一下電池的使用及后續(xù)處理,可以歸納為一句話“不過沖、不過放,妥善包裹、絕緣處理,丟棄有方”,希望大家也能為自己的安全負(fù)責(zé),為我們自己的環(huán)境負(fù)責(zé)。