- 苏萦
-
电池主要含铁、锌、锰等,此外还含有微量的汞。汞的挥发温度低,是一种毒性较
大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞,汞矿所在地土壤的背景值较高。在汞
矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气
)对操作人员健康影响很大。此外,汞法烧碱、汞法醋酸、汞法聚氯乙烯、汞法炼金、
高汞铅锌矿采选等行业排放大量的含汞废水。有的企业一年就向下游排放十几吨汞。日
本的水俣病就是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水,下游水系中汞逐渐累积
造成的。正因为如此,发达国家比较早地开始研发无汞工艺和无汞产品。从用汞大户开
始,逐步削减汞的消耗量。目前,发达国家淘汰了汞法烧碱、汞法醋酸、汞法聚氯乙烯
等耗汞工艺,汞的消耗量已经很低。
电池中虽然含有汞,但由于是添加剂,其含量很少。即便是高汞电池,含汞量一般
也在电池重量的千分之一以内。国内电池行业全年用汞量(十几吨)大体上与一个汞法
聚氯乙烯、汞法炼金、高汞铅锌矿采选的一个企业年排放废水中的含汞量相当。此外,
由于电池消费区域大,含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后,对环境的影响比前述化
工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多,客观上不可能造成水俣病之类的损害。国
内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料。日本福冈大学作了连续15年的研究,
表明含汞电池随生活垃圾填埋是可以的。国内一些媒体有关废电池污染的报道只有结论
,缺乏科学实验基础,对群众造成了误导。当然,含汞废电池毕竟对环境有负面影响(
哪怕是轻微的)。因此,发达国家较早就控制电池中的含汞量,提倡开发有利于环境保
护的安全电池系列产品,禁止生产汞含量大于电池重量0.025%的电池。20世纪90年代初
主要发达国家都实现了电池的无汞化(含汞量在0.0001%以下)。
有报道笼统地说,电池含有汞、镉、铅、砷等物质,这是不准确的。事实上,群众
日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
- 皮皮
-
日常使用的干电池是一种锌锰电池,也叫碳锌电池。它的构造是:负极为锌做的圆筒,做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。正极是一根碳棒,它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵水的混合剂所包围,总称为“碳包”。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物,称为电糊。电池口上用沥青、松香等配成的封口剂封牢。干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用,分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液。干电池工作时,锌和氯化铵发生变化,产生氢气,附着在碳棒上面。由于氢的电阻很大,电池工作时,在电极附近产生相当大的电压降,使路端电压降低(这种现象称作“极化”)。所以在干电池中加入二氧化锰作为“退极化”。二氧化锰是不良导体,如果用得太多,电池的内电阻就要增大,用得大少,退极化作用太慢。为了解决这个问题,通常就加入了一些导电本领较好的碳粉,它的作用主要是导电,其次是吸收反应过程中生成的部分气体。电糊中的主要成分是氯化铵,它相当于伏打电池的稀硫酸溶液。电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度,缓和氯化铵对锌筒的腐蚀,延长电池的使用时间。封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入,避免电液外流,使干电池便于携带,以及防止碳包和锌简短路。
- 慧慧
-
锌-锰干电池的结构与原理
干电池的一节叫做电池的一个单体。锌-锰干电池的一个单体是由如下部分组成的:锌筒、电解质层、炭包、炭棒、铜帽、封口剂、电池盖和商标、热塑套(或铁皮)等。
锌筒是电池的容器,又是电池的负极。它是一种溶解电极,在电池的放电过程中,锌被逐渐溶解掉。
电解质层在不同结构的电池中,用的材料也不一样。在糊式锌-锰干电池中,其电解质层是由浓缩的氯化铵水溶液、淀粉及少量氯化锌,微量的升汞等混合成的糊状物;在板式锌-锰干电池中,是用纸板层代替了糊式锌-锰干电池中的电糊层。纸板层比电糊层薄得多,所以同样体积的电池,纸板式干电池的炭包比电糊式干电池的炭包体积可以做的大些,干电池的放电容量也大些。纸板是由不含金属杂质的优质牛皮纸为基纸,涂上调好的电糊烘干而成的;在迭层式锌-锰干电池中,电解质层是一种隔膜纸,它是一种吸有电解液的表面有淀粉层的浆纸层。
炭包是由二氧化锰糊混合入导电材料石墨或乙炔黑而成的,它是干电池的正极。
炭棒位于炭包的中央,是炭包的集流体,在它的顶端装有铜帽,是电池的正极端。
封口剂对电池起密封作用,大部分电池是用沥青做封口剂的,也有用树脂或石腊做封口剂的,有了封口剂才能防止电池内部水份的蒸发及漏液。
电池盖多数由塑料制成,起保护作用。
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它以二氧化锰为正极,以锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。