电池中含有什么有毒成分?
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时间:2024-08-17 12:11:01
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电池中含有什么有毒成分?【专家解说】:一、电池的类型 电池,做为提供直流电的能源,已广泛用于航天、科学实验和日常生活中,电池的种类也从最早的原电池----伏打电堆发展到铅蓄电池、镉
【专家解说】:一、电池的类型
电池,做为提供直流电的能源,已广泛用于航天、科学实验和日常生活中,电池的种类也从最早的原电池----伏打电堆发展到铅蓄电池、镉镍电池,直至新型的氢镍电池,锂电池。现在我就为大家介绍一下庞大的电池家族。
(一)原电池--- 一次电池
所谓一次电池,就是指放电后不能充电使其复原的电池。通常由正极、负极、电解质和容器、隔膜组成,历史上第一个原电池是由伏打在18世纪末发明的。当时这个电池是由一些金属(铜、银、锌)片和湿的硬纸片组成。伏打是这样描述他的电池的;用水(盐水更好)把这些硬圆纸片浸湿,先在桌上放一块银片,再放上一块锌片,然后在它的上面放一个湿润的硬纸片,再在上面放一块银片和锌片及硬纸片,如此循环放置,直至一定高度,就组成了电堆。这是历史上最原始的电池,也称作原电池,现在所用的一次电池主要有两种:
1.锌锰电池
该种电池表达式为:Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2(C)生活中常用的1号或5号干电池就多是该种电池,实际制造时,锌皮做负极同时兼作容器外皮,正极氧化锰为粉末,依靠碳棒导电。两层隔膜中的电解液制成糊状以限制其流电又可让离子发生迁移。此种电池适用于间歇式放电场合,如手电筒、收音机等。其工作电压为1.5~1.6V。由于外皮由锌组成,所以电池用完时,锌皮易被蚀穿而使电解液(NH4Cl)渗出,所以电池用完后应取出以免腐蚀电器。
2.碱性锌锰电池
这种电池性能优于传统干电池,它于1912年开发,直到1949年投产问世,该电池电解液为碱性,有良好的导电性能,负极为锌池,反应面积增大,所以可以连续大容量放电,外壳为铁皮封闭,可防电解液渗漏。所以该电池是良好的传统干电池的替代产品,但价格略高于传统干电池。
3.锌银扣式电池
该电池表达式为:Zn|KOH|Ag2O 这种电池体积小,但有优越的大电池放电性能,放电电压平稳,被广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等。
(二)蓄电池----二次电池
二次电池,就是利用化学反应的可逆性,在电池中化学能转化为电能后,用外加电能使电池中化学体系复原,重新利用的电池。该类电池主要有:
1.铅蓄电池
该电池表达式为:Pb|H2SO4|PbO2 这是最常用的二次电池,硫酸在电池中不仅可传达电流,且参加电池反应,随放电进行,硫酸逐渐减少,且有水生成,所以硫酸浓度不断下降;充电时,硫酸不断生成,硫酸浓度不断增加,所以可用电池中硫酸浓度估计蓄电池荷电状态,该种电池单体正常工作电压为2.0V,必要时可串联多个使用以提高供电电压。
2.碱式镍镉电池
该电池表达式为:Cd|KOH(或NaOH)|NiOOH 这种电池使用寿命长,可循环充放电数4次,机械性能好,耐冲击,耐振动,自放电小,额定电压为1.2V,所以广泛用于日常生活中。例如我们用的随身听等小电器均可用该种充电电池。
3.氢镍电池
该种电池反应复杂,有正常工作,过充电和过额电时有不同的电化学反应。氢镍电池的电解液为ρ≈1.3g/cm3的氢氧化钾水溶液。这种电池的突出优点是循环使用寿命长,可达10年,缺点是成本较高,自放电速度较大,且由于内部有4MPa气压,所以有爆炸的可能性,但其前景很乐观。现已逐步在航天领域取代镉镍电池。现在的笔记本电池也有部分使用氢镍电池。
(三)新型电池
随着科技发展,在原有原始电池基础上,发展了一些新型高性能电池并已在社会生产生活各方面广泛应用,最突出的例子就是锂电池和燃料电池。
1.锂电池
由于锂密度很小,仅为水的一半,且电极电势很低,所以用锂做负极的电池应具有最大的比能量,即单位重量的电极物质能释放最大的电能,由于锂与水剧烈反应,所以用非水电解液,正极常用MnO2或CuO等。日本三洋公司最早推出的就是Li/MnO2电池。锂电池作为一种新型电池,既可做成一次电池,也可制成二次电池,其有极优异的性能,主要有比能量高,有宽广的温度使用范围,放电电压平坦,体积小,无电解液渗漏,并且电压随放电时间缓慢下降,可预示电池使用寿命。该电池特别适于做为心脏起搏器电源。锂电池也可用做高性能的手机电池,笔记本电脑电池等。
2.燃料电池
燃料电池是从原理上产生飞跃的电池,它虽然仍是利用氧化还原反应,但其工作物质可以源源不断由外部输入,因此可长时间不断工作,电池工作时将反应物(燃料)中的化学能直接转化为电能,燃料和氧化剂不断分别输至电池两极,确保电池连续稳定工作,常用的燃料电池燃料可用H2、CH4等。燃料电池特别适宜航天事业,首先燃料电池有很高的质量比能量,可减轻重量以降低发射费用。其次燃料电池产物多为水,经处理后为供宇航员食用,可减少携带重量。
以上只是众多电池中的一部分,并且更新的电池正不断出现,小小的电池中竟有如此多的学问,这就是化学的神妙。电池具有广大的消费市场和广阔的应用领域,如极为普通的手电、手机、随身听、燃气灶到距寻常生活较远的航空航天飞行器、宇宙空间站的太阳能电池板电池等,它们无不发挥着重大作用。由于电池消耗量大,对环境的负面影响不可忽略,因此通过此项调查活动宣传环保知识,增强民众的环保意识,具有现实意义。
二、废电池的危害
当电池内部的化学物质反应完全后,电池再也不能供电了,成了一颗废电池,通常情况下人们就随手一丢,再买过另一颗新的。大多数人会说,这是很正常的哩。但他们没有想到,就在那举手投足之下,也是在破坏他们的家园——地球。也许有人会问:“就这么一个小东西对于地球来说,能有什么了不起呢!还说什么破坏?”电池看上去并不那么具有破坏力,但是看东西不能全看表面。废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等。当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀了,其中的成分就会渗透到土壤和地下水,人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水,这些有毒的重金属就会进入人的体内,慢慢的沉积下来,对人类健康造成极大的威胁!据测量一节一号电池烂在土壤里,可以使一平方米土地失去利用价值;一个扣钮电池可以污染60万升水,相当于一个人一生的饮水量。就近全球50亿人来计每个月每人丢一颗电池,一年累积下来600亿颗电池,对地球的破坏力可说是很大的了,其对人类健康危害造成的后果更难以想象了,据统计,仅北京市每年因废电池而进入自然环境的汞竟然达到29.6吨,这数目不能不让人头痛。所以废旧电池是不可以随意丢弃的。在废电池回收上,各国都很重视。另外,发达国家生产的各类锌锰子电池已是无汞电池了。而且发达国家也不允许进口含汞电池。因此中国的含汞电池也不能进入欧美发达
废旧电池中含有多种重金属和酸、碱等有害物质,像重金属离子Hg2+会造成地下水污染和土壤的污染,从而破坏动、植物的生长,回收废旧电池能避免这些。从公众健康来说,有些废旧电池有辐射,会严重影响人的健康,饮用了受废旧电池污染的水会引发多种疾病,甚至导致死亡。
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