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电池知识

随意丢弃后会污染环境的家庭危险废弃物旧锂电池,该如何处理?

来源:宝鄂实业    2019-05-29 20:58    点击量:

随意丢弃废旧电池会污染环境,这已被大部分公众所接受。不过,公众可能不了解,过期药品、废旧节能灯等家庭废弃物也会对环境造成污染;大家更不了解的是,在日常生活中,该如何处置这些危险废弃物才不会对环境造成危害。在北京市,有一个居民小区已经开展家庭危险废弃物的专门收集。这项工作如何开展?是否有借鉴意义、推广价值?《法制日报》记者进行了调查。
一个大约30厘米长、15厘米宽、20厘米高的透明塑料箱子里,整齐摆放着3层5号电池。这是家住北京市朝阳区某小区居民李平的“特殊收藏”。
李平的孙子今年6岁,过去几年间,她每年都给孙子买几件电动玩具,电动玩具需要用电池,日积月累攒下了近百节电池。
“听说废旧电池会对环境造成污染,小区又没有专门回收废旧电池的地方,我没敢乱扔,就拿箱子装了起来。”李平告诉记者。
其实,在家庭废弃物中,并非只有废旧电池会污染环境。资料显示,一只普通节能灯含汞量约为0.5毫克,1毫克汞渗入地下,就可造成360吨水被污染。也就是说,一只节能灯可污染180吨水。废旧电池、废弃节能灯管、过期药品……这些随意丢弃后会污染环境的家庭危险废弃物,该如何处理?

一小区设危废品收集点
李平所在的小区是上世纪90年代末建成的老旧小区。
6月20日,在李平的指引下,记者来到该小区一处垃圾回收点,一排5个垃圾桶,其中3个标注为厨余垃圾,两个标注为其他垃圾,没有看到专门回收废旧电池的垃圾桶。
记者随机向小区居民打听哪里可以回收废旧电池、坏节能灯、过期药品等家庭危险废弃物,几位居民都摇头表示不知道。
同样的难题,在北京市昌平区金榜园小区,记者找到了答案。
6月21日上午,记者赶到位于北京市西三旗桥北的金榜园小区,由小区居民张丽曼带着在小区内探访。
金榜园小区归昌平区回龙观镇管辖,目前还没有实行垃圾分类,但是在北京市范围内较早尝试了家庭危险废弃物分类回收。
戴着墨镜和帽子的张丽曼目前已经退休,退休前在中国人民大学教书,退休后加入中国人民大学公共政策研究院和谐社区发展中心,开始从事社区服务和环保工作。
一进小区西门,就见大门右首的一个小金属架上放置着两个乳白色的塑料桶,左边的塑料桶是白色盖子,右边塑料桶是黑色盖子,盖子上醒目标着“有害垃圾”字样,旋开两个塑料桶的盖子,一个里面扔着几盒过期药品,一个里面是十几节废旧电池。
金榜园北门进门处,也是在小金属架上摆着两个白色危险废弃物管理桶,一个桶身上贴着“过期药品”,一个桶身上贴着“废节能灯和废旧电池”。
两个危险废弃物管理桶构成一个家庭危废品收集点。这样的点,在该小区一共设立了4个,统一粘贴了危险废弃物标签,主要收集管理过期药品、废旧节能灯、废旧电池等。
居民分类丢弃危废物
张丽曼回忆称,早在2004年,小区曾设立废旧电池回收桶,居民们知道消息后,纷纷把家里的废旧电池送往回收桶,回收桶很快就满了,但后来没有人到小区回收废旧电池,此事也不了了之。
2014年,和谐社区发展中心开始在社区进行垃圾分类试点。当时,金榜园虽然不是垃圾分类试点社区,但是社区物业公司一直通过与垃圾清运的环保公司合作进行垃圾分类。
张丽曼经与小区居委会、物业公司沟通,得到了积极回应,决定在金榜园共同开展垃圾分类,尤其是家庭危险废弃物分类。
随后,物业公司在金榜园小区建立了家庭危险废弃物收集点和收集管理中心,居委会动员大家听取家庭环保知识讲座,了解家庭危险废弃物相关知识。
张丽曼回忆,当时居民的反应非常惊讶,说“我们把自己毒到了还不知道”。
改变显而易见。去年夏天的一个晚上,张丽曼在小区里遛弯儿,到西门时,看到一位老太太使劲儿拧塑料桶的盖子,就走上前问她在干什么。老太太说要扔一些有毒的东西。张丽曼拧开盖子,把老太太手上的一包废旧电池扔了进去。
专业机构进行后续处理
在金榜园小区,家庭危险废弃物收集点收集的危废品,随时由物业公司派专人周绍文集中到收集管理中心,放在指定的安全地点暂时储存。
收集管理中心位于小区北门外右侧,是一个临时搭建的棚子,棚子里收拾得很干净,摆放着4个垃圾桶,桶身都标着“有害垃圾”。
穿着蓝色工装的周绍文挨个打开4个垃圾桶的盖子向记者展示,两个已经装满了过期药品,一个垃圾桶里面是半桶坏节能灯,一个是一些废旧电池。
周绍文告诉《法制日报》记者,自设立家庭危险废弃物收集点以来,已经向药监部门转运过期药品78公斤。
他两手拎着垃圾桶的把手说,这一桶过期药品有20多斤,又该向药监部门转运了。
张丽曼告诉《法制日报》记者,就在几天前,他们从十几个分散的收集点集中来的废旧电池达到了157公斤,全部送到北京市的集中管理站——东华鑫馨公司,再由东华鑫馨公司统一送到专业化处理厂进行无害化、资源化处理。
据了解,2016年,和谐社区发展中心和东华鑫馨公司还给生态岛科技公司送去了5000只回收的废旧含汞日光灯和节能灯。
据了解,这并非金榜园小区独家的“贡献”,自从家庭危险废弃物收集管理中心设立以来,他们还向周围小区推广,有的小区跟着设置了危险废弃物收集点,有的小区的居民则是将家庭危险废弃物直接送到金榜园小区的收集点。
在张丽曼看来,工业化产品高度普及的时代,家家户户都有数不清的危险废弃物,过去都是随手扔掉,对生态环境造成潜在的深远的危害,亟需引起社会的高度关注。
他们现在收集的废旧电池、过期药品和节能灯等,只是危险废弃物中的一小部分,而且是能够找到回收渠道的危险废弃物,大部分危险废弃物,因为没有回收处理渠道,只好放弃。此外,无论是在北京的5000多个小区,还是在全国范围内,家庭危险废弃物的回收处理仍是凤毛麟角。

电池作为电动车的动力源,一直以来被视为电动车发展的重要标志性技术,也是制约电动车发展的重要瓶颈,其性能好坏直接关系到整车续航里程的长短。

 

 

 

电动车电池分类

 

电池的分类电池从广义上讲主要可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类,其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中,而生物电池则被视为未来电动车电池的重要发展方向之一。

 

 

 

电动车电池分类表

 

化学电池

 

化学电池是目前电动汽车领域应用最为广泛的电池种类,如镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池等都属于这一范畴。从结构角度上讲,其可进一步分成蓄电池及燃料电池两大类别,我们目前所见的绝大多数电动车都采用蓄电池技术进行驱动,如丰田普锐斯、特斯拉MODELS(参配、图片、询价)等。当然,这里所讲的蓄电池并不是我们日常所讲的汽车电瓶,而是对可重复充电电池的统称,其中车载电瓶通常使用的铅酸蓄电池仅仅是细分门类的一种。

 

1、锂电池

 

锂电池是目前电动车上最常用的电池种类之一,虽然其从1970年诞生至今时间并不算长,但凭借能量密度高、循环使用寿命长等特点迅速占据了电动汽车电池市场的绝大部分江山。如今,在售电动汽车配备的锂电池主要有磷酸铁锂电池及三元锂电池两种,且这两种电池在自身特点上存在显著差异,因此我们有必要对其进行一番细致的讲解与对比。

 

2、磷酸铁锂电池为什么安全?

 

对于电动车用电池,大多数人可能都鲜有认知,因此,我们不妨举个例子来帮助大家理解。最近,由比亚迪同戴姆勒共同出资成立的全新电动车品牌腾势(参配、图片、询价)即将上市销售,而其所搭载的正是磷酸铁锂电池。相比于早期的锰酸锂电池,磷酸铁锂电池在能量密度上并未有太大差别,约为100-110Wh/kg,但其热稳定性是目前车用锂电池中最好的,当电池温度处于500-600℃高温时,其内部化学成分才开始分解,而同属锂电池的钴酸锂电池在180-250℃时就内部化学成分就已处于不稳定状态。换而言之,磷酸铁锂电池的安全性在锂电池中首屈一指,也正因如此,其也成为目前电动车电池的主要门类之一。

 

3、特斯拉为何选择三元锂电池?

 

与磷酸铁锂电池相比,特斯拉MODELS使用的三元锂电池在重量能量密度上要高出许多,约为200Wh/kg,这也就意味着同样重量的三元锂电池比磷酸铁锂电池的续航里程更长。不过其缺点也显而易见,当自身温度为250-350℃时,内部化学成分就开始分解,因此对电池管理系统提出了极高的要求,需要为每节电池分别加装保险装置,除此之外,由于单体体积很小,所以单车要的电池单体数量非常庞大,以MODELS为例,7000余节18650三元锂电池才能满足一辆车的装配用量,这无疑又为电池管理系统进一步加大了控制难度。因此,目前市场在售车型中,只有特斯拉一家使用的是三元锂电池。

 

4、镍氢电池更注重充放电控制

 

镍氢电池是目前除锂电池外另一主流电动车动力电池种类,于上世纪90年代后逐渐发展开来,如以丰田普锐斯为代表的很多混合动力汽车均采用此类电池作为储能元件。其能量密度与普通的锂电池差距并不大,约为70-100Wh/kg,但由于电池单体电压仅为1.2V,是锂电池的1/3,因此在需求电压一定的情况下,其电池组的体积要比锂电池大上一些。

与锂电池一样,镍氢电池也需要电池管理系统,不过其更注重电池的充放电管理。之所以存在这样的区别,主要是源于镍氢电池具有“记忆效应”,即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减,而过度充电或放电,都可能加剧电池的容量损耗(锂电池此项特性几乎可忽略不计)。因此对于厂商来说,镍氢电池控制系统在设定上都会主动避免过度充放电,如将电池的充放电区间人为控制在总容量的一定百分比范围内,以降低容量衰减速度。

 

5、燃料电池是未来汽车最理想能源

 

燃料电池其实不是“电池”,准确地说是一个大的发电系统。其因能量转换效率高、无污染、寿命长、运行平稳等特点被业界公认为未来汽车的最佳能源。简单来说,燃料电池是通过化学反应将化学能转换为电能的一种装置,而能量的来源主要是依靠不断供给燃料及氧化剂产生的。

 

理论上讲,燃料电池能采用的燃料种类很多,甚至是传统内燃机所用燃料均可,不过真正能起电化学反应的,仅仅是其中的氢和氧化剂中的氧,因此,氢燃料电池是目前燃料电池的研究核心。

 

就当今市场而言,燃料电池汽车离我们并不遥远。据此前报道,世界首款量产燃料电池汽车丰田FCV将于明年3月在日本正式销售。该车配备了两个70MPa的高压燃料堆,输出功率为122Ps(90kW),续航里程可达700km(日本JC08工况下)。除此之外,其添加燃料仅需3分钟,相比传统电动汽车的充电时间要快上很多。目前在日本与之相关的各种政策也紧罗密布地相继制定出台,不过国内何时能够买到还不得而知,只能再耐心等待一段时日。

 

物理电池

 

物理电池顾名思义,就是依靠物理变化来提供、储存电能的电池统称,如超级电容、飞轮电池等都属于物理电池的家族成员。

 

超级电容功率密度高但电池容量小

 

超级电容是一种介于传统电容与电池之间的电源元件,其主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能,期间不发生化学反应,因此被归为物理电池的范畴。与之前所介绍的化学电池相比,超级电容三大明显优势,首先,其反复充放电达数十万次(传统化学电池只有几百至几千次),寿命上要比化学电池高出很多;其次,超级电容在充放电时的功率密度极高,瞬间可放出大量电能,可满足车辆更加宽泛的电力需求;第三,工作环境适应能力更佳,通常室外温度在-40℃-65℃时,其都能稳定正常工作(传统电池一般为-20℃~60℃)。

 

当然,有优势就会有不足,能量密度低就是制约超级电容发展的首要瓶颈,所以,目前其主要应用于车辆启动系统、军事及少量公交车辆,至于是否可作为家用车动力电源使用,还需等能量密度难题有所突破后方可知晓。

 

飞轮电池目前仅作为辅助电池使用

 

飞轮电池是上世纪90年代提出的一种新概念电池,也属于物理电池的一种。简单来说就是利用类似飞轮转动时产生能量的原理来实现自身充放电的。在2010年10月美国勒芒系列赛最后一轮中,保时捷911GT3混合动力赛车就首次正式使用飞轮电池技术,而其便是鼎鼎大名的保时捷918Spyder的前身。不过这两款车型的飞轮电池均仅作辅助能源使用,其功能类似于我们常见的制动能量回收系统。即便如此,我们依然有理由相信,随着技术的不断发展及价格进一步降低,飞轮电池的应用前景将十分广阔。