锂电池的发展历史有多久？锂电池如何清理垃圾

锂电池的历史

    1970年，埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压，不需充电。锂离子电池(Li-ionBatteries)是锂电池发展而来。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。这种电池也可以充电，但循环性能不好，在充放电循环过程中容易形成锂结晶，造成电池内部短路，所以一般情况下这种电池是禁止充电的。

　　1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且可逆。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。

　　1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。

　　1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。

　　1992年日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池，至今仍是便携电子器件的主要电源。

　　1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂(LiFePO4)，比传统的正极材料更具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。

　　纵观电池发展的历史，可以看出当前世界电池工业发展的三个特点，一是绿色环保电池迅猛发展，包括锂离子蓄电池、氢镍电池等；二是一次电池向蓄电池转化，这符合可持续发展战略；三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。在商品化的可充电池中，锂离子电池的比能量最高，特别是聚合物锂离子电池，可以实现可充电池的薄形化。正因为锂离子电池的体积比能量和质量比能量高，可充且无污染，具备当前电池工业发展的三大特点，因此在发达国家中有较快的增长。电信、信息市场的发展，特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用，给锂离子电池带来了市场机遇。而锂离子电池中的聚合物锂离子电池以其在安全性的独特优势，将逐步取代液体电解质锂离子电池，而成为锂离子电池的主流。聚合物锂离子电池被誉为“21世纪的电池”，将开辟蓄电池的新时代，发展前景十分乐观。

　　2015年3月，日本夏普与京都大学的田中功教授联手成功研发出了使用寿命可达70年之久的锂离子电池。此次试制出的长寿锂离子电池，体积为8立方厘米，充放电次数可达2.5万次。并且夏普方面表示，此长寿锂离子电池实际充放电1万次之后，其性能依旧稳定。

　　锂元素是在1817年被瑞典化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊发现，贝齐里乌斯将其命名为锂。到1855的年本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才得到金属锂单质，而工业化制锂是在1893年由根莎提出的。现在仍然采用电解LiCl制取锂，这个方法要消耗大量的电能，每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。

　　锂在他出世后的100多年中，它主要作为抗痛风药服务于医学界。美国航空航天航空局(NASA)最早认识到，锂电池能作为一种高效的电池。这是因为电池电压是和负极金属活泼性密切相关的。作为非常活泼的碱金属，锂电池能提供较高的电压。比如锂电池可以提供3V的电压，而铅蓄电池只有2.1V，而碳锌电池只有1.5V。根据P=UI，相同电流下，锂电池能输出更高的功率。

　　作为3号元素，自然界存在的锂由两种稳定的同位素6Li和7Li组成，因此锂的相对原子质量只有6.9。这就意味着在在质量相同时，金属锂比其它活泼金属能提供更多的电子。此外，锂元素还有另外一个优点。锂离子离子半径小，因此锂离子比其他大的离子更容易在电解液中移动，充放电时可以实现正负极间的有效、快速的迁移，从而使整个电化学反应得以进行。

　　金属锂尽管有很多优点，但是制造锂电池还有很多需要克服的困难。首先，锂是非常活泼的碱金属元素，能和水以及氧气反应，而且常温下它就能与氮气发生反应。这就导致金属锂的保存、使用或是加工都比其他金属要复杂得多，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学家的攻关，锂电池的技术障碍一个个突破，锂电池渐渐也登上了舞台，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。  锂电池，具有资源再利用价值，提倡回收；如一次性的低汞或无汞的锂离子电池，不属于危险废弃物，对环境污染程度比较低，不鼓励集中回收这种电池，可以把它与生活垃圾一起处理。

　　哈哈，我也头疼，实验室一堆废电池，废极片，手机锂电池、三元动力电池这种是很有回收价值的，因为其含贵金属钴镍，负极铜、石墨也都可以回收。锂电池因含有机溶剂电解液，含氟化物所以是有害的，不可拆解随处丢弃。但是社会上回收工作几乎空白，也就我们工业上回收做的好点。如果方便的话，附近电子配件市场可能有回收的，或者附近实验室工厂。

　　传统的回收思路是：分离各种金属元素，制成金属盐出售，例如碳酸锂，草酸锂。这种思路由于简单方便，适合小规模的回收工厂来采用，目前比较热门的思路是所谓的闭路循环模式（closed-loopprocesses），就是一块电池废旧之后，厂家进行会回收，再重新制造出新的电池，重新投向市场。这一思路虽然听起来是很诱人的，但据我所知，目前还没有一家大的电池厂商进行使用的。

　　对于废旧锂离子电池的回收处理分为湿法和火法两种工艺，工业上来说，火法工艺较为成熟，使用广泛，例如Umicore公司的CaO-SiO2-Al2O3型竖炉中熔炼工艺。但是，从实验室的研究情况来说，还是湿法为主流。

　　就是就是。处于民不告官不究的尴尬处境。看来有很多能人志士。都有这方面的诉求。所以。。。人多力量大，倒逼国家。建立完善的回收机制。我也是呢，干电池明明可以不再生产了。还在生产。什么遥控器。之类的，这类。。。我家要用到喇叭，以前的喇叭要用4个5个大电池，是1号电池吧。用两天就没电了，4个污染环境的电池。无处仍。后来市场出现了可充电的锂电池喇叭。能用几个月。真是省心省力。。

　　都有同样的问题。废旧充电锂电池只能仍垃圾堆。而且这类电池也没个国家强制认证。叉开里面是类似充电宝那种圆形锂电池。充电器混乱。。。总之就是不安全。

　　干电池是一种伏打电池，利用某种吸收剂（如木屑或明胶）使内含物成为不会外溢的糊状，以糊状电解液来产生直流电的化学电池。十几年前，老师告诉我们，电池中含汞，是有害的。

　　不过，那真的是十几年前了，目前商场出售的一号、五号、七号等干电池已实现无汞，按照国家现行垃圾分类标准来说，是属于其他垃圾的，废弃时投入到其他垃圾桶中就好了

　　国家2017年新出台的《生活垃圾分类制度实施方案》（国办发〔2017〕26号）文件明确给出了新的界定，下列废电池是有害垃圾：镉镍电池、氧化汞电池、铅蓄电池。

　　镉镍电池——是指采用金属镉作负极活性物质，氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池。

　　氧化汞电池——以锌为负极，氧化汞为正极，氢氧化钾溶液为电解液的原电池。

　　铅蓄电池——电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。

　　为方便居民判断与投放，减少错误率，确保有害垃圾最大限度收集处置，我县《生活垃圾减量工作促进办法（试行）》在界定废电池收集种类时，就已经隐去了这些专用名词，采用了最简便易行的分类表述：除干电池外。所以，依据促进办法规定，您只需把干电池分出来放到其他垃圾中，剩下的全部电池都投到有害垃圾桶中就可以了。

　　废电池环境管理基本要求网民留言中提到的废弃手机电池、电瓶车电池、纽扣电池分别属于锂离子电池、铅酸蓄电池和一次电池。

　　因含有汞、镉、铅等高毒性重金属，环境保护部2003年印发的《废电池污染防治技术政策》明确规定：废氧化汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池属于危险废物，应该按照有关危险废物的管理法规、标准进行管理。根据国家有关规定，禁止生产和销售氧化汞电池，禁止生产和销售汞含量大于电池质量0.025%的锌锰及碱性锌锰电池；2005年1月1日起停止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池。因此，现阶段，纳入危险废物进行管理的废旧电池包括废镉镍电池和废铅酸蓄电池。对于一次电池、锂离子电池、镍氢电池等，因环境风险相对较小，未纳入危险废物进行管理。