環保電池

環保電池

高性能、無污染電池
環保電池,是指近年來已投入使用或正在研制、開發的一類高性能、無污染電池。[1]目前已經大量使用的金屬氫化物鎳蓄電池、锂離子蓄電池和正在推廣使用的無汞堿性鋅錳原電池和可充電電池以及正在研制、開發的锂或锂離子塑料蓄電池和燃料電池等都屬于這一範疇。此外,目前已廣泛應用并利用太陽能進行光電轉換的太陽電池(又稱光伏發電),也可列入這一範疇。
    中文名:環保電池 外文名:Environmental protection battery 所屬品牌:

金屬氫化物鎳蓄電池

金屬氫化物鎳蓄電池(ni-mh)與镉鎳蓄電池(ni-cd)有相同的工作電壓(1.2v),但由于采用稀土合金或tini合金貯氫材料作為負極活性物質,取代了緻癌物質镉,不僅使這種新型電池成為一種綠色環保電池,而且使電池的比能量提高了近40%,達到60-80wh/kg和210-240wh/l。這種電池是90年代初逐步實現産業化,并且首先使用于手機電池。目前雖然它在手機上的主導地位逐步被锂離子電池取代,但是在歐美手機應用中,其市場占有率仍在50%左右。

锂離子蓄電池

锂離子蓄電池(li-ion)系由可使锂離子嵌入及脫嵌的碳作負極,可逆嵌锂的金屬氧化物作正極(licoo2、&linio2或limn2o4)和有機電解質構成,其工作電壓為3.6v,因此一個锂離子電池相當于三個镉鎳或金屬氫化物鎳電池。由此這種電池的比能量是可以超過100wh/kg和280wh/l,又大大超過了金屬氫化物鎳蓄電池的比能量。鑒于以上優點,自1993-2000年短短的幾年中,其生産量和使用量以極高的速度增長。

堿性鋅錳幹電池

堿性鋅錳幹電池(alkaline)較同尺寸普通幹電池具有更高的容量,并具有大電流放電的能力。近年來已應用了無汞鋅粉,因此使這種電池成為一種綠色電池,并成為原電池中的主流産品,目前堿性鋅錳幹電池仍然是bp機使用最多的電源。同時,世界各國也關注這種電池的可充性,美國一家公司已推出可充堿錳電池,産品應用緩慢增長中。這種電池保持了原電池的放電特性,而且能再充電使用幾十次至幾百次(深充放電循環壽命約25次)。

锂塑料蓄電池

锂塑料蓄電池(lip)是金屬锂為負極,導電聚合物作電解質的新型電池,其比能量已達到170wh/kg和350wh/l。锂離子塑料蓄電池則是将目前锂離子蓄電池中的有機電解液貯存于一種聚合物膜中,或是使用導電聚合物為電解質,使電池中無遊離電解液。這種電池可以用鋁塑料複合膜實現熱壓封裝,具有重量輕、形狀可任意改變,安全性更好的特點。

燃料電池

燃料電池(fc)則是一種利用燃料(如氫氣或含燃料)和氧化劑(如純氧或空氣中的氧)直接連續發電的裝置,由于避開了卡諾循環的限制,這種發電裝置不僅效率高(電化學反應轉換效率可高達40%以上),且無污染氣體排出,因此是未來的高效和清潔發電方式。國内外許多公司都在緻力于發展适合手機、筆記本計算機的pem燃料電池,一旦投入應用,其經濟效益極大。

密封鉛酸蓄電池是鉛酸蓄電池的一種。

以下新型綠色電池技術和相關産業發展尤為迅速。

1.貯氫材料及金屬氫化物鎳蓄電池鎳氫電池(ni-mh rechargeable battery)

2.锂離子嵌入材料及液态電解質锂離子蓄電池

3.聚合物電解質锂蓄電池或锂離子蓄電池

4.鋅空氣電池和pem燃料電池

綠色有機物電池

耶路撒冷的研究者開發了所謂的「馬鈴薯電池」,也就是将鋅和銅電極插到煮過的馬鈴薯裡,簡單的「煮」的過程就能讓電力變為原本的10倍,使得馬鈴薯電池有機會成為發展中國家便宜而随處可得的電力來源。可謂是真正綠色環保電池.Yissum研發公司無償将這個技術提供給任何有興趣的發展中國家。

雖然在蓄電量上和我們習慣的锂電池有不小的差距,但可是完全100%環保的。Yissum研發公司,利用耶路撒冷希伯來大學的技術,正在開發名為“solid organic electric battery based upon treated potatoes(基于馬鈴薯塗層的固體有機電池)”的新電池,簡單來說就是馬鈴薯驅動的電池。這種電池為世界上缺乏電力設施的地區提供了一種簡單的、可持續的、可靠的滿足電力需求的廉價方案。

希伯來大學的研究人員發現,馬鈴薯塗層增強了鹽橋能力,因此有馬鈴薯塗層的電池産生的電能是無馬鈴薯塗層電池的十倍。成本分析顯示,新的電池比現有的商業電池如1.5VoltD電池和Energizer E91電池便宜5到50倍。

太陽能電池

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流,而以光化學效應工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。

太陽能(Solar Energy),一般是指太陽光的輻射能量,在現代一般用作發電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,而自古人類也懂得以陽光曬幹物件,并作為保存食物的方法,如制鹽和曬鹹魚等。但在化石燃料減少下,才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。太陽能發電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等等。

太陽能電池的分類

一、矽太陽能電池

二、多元化合物薄膜太陽能電池

三、聚合物多層修飾電極型太陽能電池

四、納米晶太陽能電池

五、有機薄膜太陽能電池

六、染料敏化太陽能電池

七、塑料太陽能電池

電池使用常識

電池充電

不同電池各有特性,用戶必須依照廠商說明書指示的方法進行充電。在待機備用狀态下,電話也要耗費電池,如果要進行快速充電,宜先将手機關閉或把電池拆下進行充電。

快速充電

有些自動化的智能型快速充電器當指示燈信号轉變時,隻表示充滿了90%,充電器會自動改用慢速充電将電池完全充滿。用戶最好将電池完全充滿後使用,否則會縮短使用時間。

電池記憶效應

如果電池屬鎳镉電池,長期不徹底充、放電,會在電池内留下痕迹,降低電池容量,這種現象被稱為電池記憶效應。

定期消除記憶

方法是把電池完全放電,然後重新充滿。放電可利用放電器或具有放電功能的充電器,也可以利用手機待機備用模式,如要加速放電可把顯示屏及電話按鍵的照明燈打開。要确保電池能重新充滿,應依照說明書的指示來控制時間,重複充、放電兩至三次。

锂電池的儲存

锂電池可貯存在環境溫度為-5°C—35°C,相對濕度不大于75%的清潔、幹燥、通風的室内,應避免與腐蝕性物質接觸,遠離火源及熱源。電池電量保持标稱容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個月充電一次。

電池環保知識

廢舊電池潛在的污染已引起社會各界的廣泛關注。中國是世界上頭号幹電池生産和消費大國,有資料表明,中國目前有1400多家電池生産企業,1980年幹電池的生産量已超過美國而躍居世界第一。1998年中國幹電池的生産量達到140億隻,而同年世界幹電池的總産量約為300億隻。

如此龐大的電池數量,使得一個極大的問題暴露出來,那就是如何讓這麼多的電池不去破壞污染人們生存的環境。據調查,廢舊電池内含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質溶液。如果随意丢棄,腐敗的電池會破壞人們的水源,侵蝕人類賴以生存的莊稼和土地,人們的生存環境面臨着巨大的威脅。

如果一節一号電池在地裡腐爛,它的有毒物質能使一平方米的土地失去使用價值;扔一粒紐扣電池進水裡,它其中所含的有毒物質會造成60萬升水體的污染,相當于一個人一生的用水量;廢舊電池中含有重金屬镉、鉛、汞、鎳、鋅、錳等,其中镉、鉛、汞是對人體危害較大的物質。而鎳、鋅等金屬雖然在一定濃度範圍内是有益物質,但在環境中超過極限,也将對人體造成危害。廢舊電池中的重金屬會影響種子的萌發與生長。

廢舊電池滲出的重金屬會造成江、河、湖、海等水體的污染,危及水生物的生存和水資源的利用,間接威脅人類的健康。廢酸、廢堿等電解質溶液可能污染土地,使土地酸化和鹽堿化,這就如同埋在人們身邊的一顆定時炸彈。因此,對廢舊電池的收集與處置非常重要,如果處置不當,可能對生态環境和人類健康造成嚴重危害。随意丢棄廢舊電池不僅污染環境,也是一種資源浪費。有人算了一筆帳以全國每年生産100億隻電池計算,全年消耗15.6萬噸鋅,22.6萬噸二氧化錳,2080噸銅,2.7萬噸氯化鋅,7.9萬噸氯化铵,4.3萬噸碳棒。

盡管先進的科技已給了們正确的指向,但中國的電池污染現象仍不容樂觀。目前中國的大部分廢舊電池混入生活垃圾被一并埋入地下,久而久之,經過轉化使電池腐爛,重金屬溶出,既可能污染地下水體,又可能污染土壤,最終通過各種途徑進入人的食物鍊。生物從環境中攝取的重金屬經過食物鍊的生物放大作用,逐級在較高級的生物中成千上萬倍地富集,然後經過食物鍊進入人的身體,在某些器官中積蓄造成慢性中毒,日本的水俣病就是汞中毒的典型案例。

電池一般分為一次性電池和充電電池。主要的一次性電池包括鋅錳電池(含鋅及二氧化錳)、鋅汞電池(含鋅及氧化汞)及锂電池等幾類。主要的充電電池則包括镉—鎳、鐵—鎳、鋅—銀、鋅—空氣和锂—硫化鐵及鉛酸蓄電池等。人們日常生活中使用最多的是鋅錳電池及鋅汞電池,而使電池造成污染的主要是汞(Hg)和镉(Cd)。

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