鋰電池的歷史

    1970年，?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成首個鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯，負極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓，不需充電。鋰離子電池(Li-ionBatteries)是鋰電池發(fā)展而來。舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。這種電池也可以充電，但循環(huán)性能不好，在充放電循環(huán)過程中容易形成鋰結晶，造成電池內部短路，所以一般情況下這種電池是禁止充電的。

　　1982年伊利諾伊理工大學(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關注，因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。

　　1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導電、導鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。

　　1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

　　1992年日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的面貌。此類以鈷酸鋰作為正極材料的電池，至今仍是便攜電子器件的主要電源。

　　1996年Padhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結構的磷酸鹽，如磷酸鐵鋰(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性，尤其耐高溫，耐過充電性能遠超過傳統(tǒng)鋰離子電池材料。因此已成為當前主流的大電流放電的動力鋰電池的正極材料。

　　縱觀電池發(fā)展的歷史，可以看出當前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個特點，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等；二是一次電池向蓄電池轉化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實現(xiàn)可充電池的薄形化。正因為鋰離子電池的體積比能量和質量比能量高，可充且無污染，具備當前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點，因此在發(fā)達國家中有較快的增長。電信、信息市場的發(fā)展，特別是移動電話和筆記本電腦的大量使用，給鋰離子電池帶來了市場機遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的獨特優(yōu)勢，將逐步取代液體電解質鋰離子電池，而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽為“21世紀的電池”，將開辟蓄電池的新時代，發(fā)展前景十分樂觀。

　　2015年3月，日本夏普與京都大學的田中功教授聯(lián)手成功研發(fā)出了使用壽命可達70年之久的鋰離子電池。此次試制出的長壽鋰離子電池，體積為8立方厘米，充放電次數(shù)可達2.5萬次。并且夏普方面表示，此長壽鋰離子電池實際充放電1萬次之后，其性能依舊穩(wěn)定。

　　鋰元素是在1817年被瑞典化學家貝齊里烏斯的學生阿爾費特遜發(fā)現(xiàn)，貝齊里烏斯將其命名為鋰。到1855的年本生和馬奇森采用電解熔化氯化鋰的方法才得到金屬鋰單質，而工業(yè)化制鋰是在1893年由根莎提出的?，F(xiàn)在仍然采用電解LiCl制取鋰，這個方法要消耗大量的電能，每煉一噸鋰就耗電高達六、七萬度。

　　鋰在他出世后的100多年中，它主要作為抗痛風藥服務于醫(yī)學界。美國航空航天航空局(NASA)最早認識到，鋰電池能作為一種高效的電池。這是因為電池電壓是和負極金屬活潑性密切相關的。作為非?；顫姷膲A金屬，鋰電池能提供較高的電壓。比如鋰電池可以提供3V的電壓，而鉛蓄電池只有2.1V，而碳鋅電池只有1.5V。根據(jù)P=UI，相同電流下，鋰電池能輸出更高的功率。

　　作為3號元素，自然界存在的鋰由兩種穩(wěn)定的同位素6Li和7Li組成，因此鋰的相對原子質量只有6.9。這就意味著在在質量相同時，金屬鋰比其它活潑金屬能提供更多的電子。此外，鋰元素還有另外一個優(yōu)點。鋰離子離子半徑小，因此鋰離子比其他大的離子更容易在電解液中移動，充放電時可以實現(xiàn)正負極間的有效、快速的遷移，從而使整個電化學反應得以進行。

　　金屬鋰盡管有很多優(yōu)點，但是制造鋰電池還有很多需要克服的困難。首先，鋰是非?；顫姷膲A金屬元素，能和水以及氧氣反應，而且常溫下它就能與氮氣發(fā)生反應。這就導致金屬鋰的保存、使用或是加工都比其他金屬要復雜得多，對環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學家的攻關，鋰電池的技術障礙一個個突破，鋰電池漸漸也登上了舞臺，鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段。  鋰電池，具有資源再利用價值，提倡回收；如一次性的低汞或無汞的鋰離子電池，不屬于危險廢棄物，對環(huán)境污染程度比較低，不鼓勵集中回收這種電池，可以把它與生活垃圾一起處理。

　　哈哈，我也頭疼，實驗室一堆廢電池，廢極片，手機鋰電池、三元動力電池這種是很有回收價值的，因為其含貴金屬鈷鎳，負極銅、石墨也都可以回收。鋰電池因含有機溶劑電解液，含氟化物所以是有害的，不可拆解隨處丟棄。但是社會上回收工作幾乎空白，也就我們工業(yè)上回收做的好點。如果方便的話，附近電子配件市場可能有回收的，或者附近實驗室工廠。

　　傳統(tǒng)的回收思路是：分離各種金屬元素，制成金屬鹽出售，例如碳酸鋰，草酸鋰。這種思路由于簡單方便，適合小規(guī)模的回收工廠來采用，目前比較熱門的思路是所謂的閉路循環(huán)模式（closed-loopprocesses），就是一塊電池廢舊之后，廠家進行會回收，再重新制造出新的電池，重新投向市場。這一思路雖然聽起來是很誘人的，但據(jù)我所知，目前還沒有一家大的電池廠商進行使用的。

　　對于廢舊鋰離子電池的回收處理分為濕法和火法兩種工藝，工業(yè)上來說，火法工藝較為成熟，使用廣泛，例如Umicore公司的CaO-SiO2-Al2O3型豎爐中熔煉工藝。但是，從實驗室的研究情況來說，還是濕法為主流。

　　就是就是。處于民不告官不究的尷尬處境。看來有很多能人志士。都有這方面的訴求。所以。。。人多力量大，倒逼國家。建立完善的回收機制。我也是呢，干電池明明可以不再生產(chǎn)了。還在生產(chǎn)。什么遙控器。之類的，這類。。。我家要用到喇叭，以前的喇叭要用4個5個大電池，是1號電池吧。用兩天就沒電了，4個污染環(huán)境的電池。無處仍。后來市場出現(xiàn)了可充電的鋰電池喇叭。能用幾個月。真是省心省力。。

　　都有同樣的問題。廢舊充電鋰電池只能仍垃圾堆。而且這類電池也沒個國家強制認證。叉開里面是類似充電寶那種圓形鋰電池。充電器混亂。。?？傊褪遣话踩?。

　　干電池是一種伏打電池，利用某種吸收劑（如木屑或明膠）使內含物成為不會外溢的糊狀，以糊狀電解液來產(chǎn)生直流電的化學電池。十幾年前，老師告訴我們，電池中含汞，是有害的。

　　不過，那真的是十幾年前了，目前商場出售的一號、五號、七號等干電池已實現(xiàn)無汞，按照國家現(xiàn)行垃圾分類標準來說，是屬于其他垃圾的，廢棄時投入到其他垃圾桶中就好了

　　國家2017年新出臺的《生活垃圾分類制度實施方案》（國辦發(fā)〔2017〕26號）文件明確給出了新的界定，下列廢電池是有害垃圾：鎘鎳電池、氧化汞電池、鉛蓄電池。

　　鎘鎳電池——是指采用金屬鎘作負極活性物質，氫氧化鎳作正極活性物質的堿性蓄電池。

　　氧化汞電池——以鋅為負極，氧化汞為正極，氫氧化鉀溶液為電解液的原電池。

　　鉛蓄電池——電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。

　　為方便居民判斷與投放，減少錯誤率，確保有害垃圾最大限度收集處置，我縣《生活垃圾減量工作促進辦法（試行）》在界定廢電池收集種類時，就已經(jīng)隱去了這些專用名詞，采用了最簡便易行的分類表述：除干電池外。所以，依據(jù)促進辦法規(guī)定，您只需把干電池分出來放到其他垃圾中，剩下的全部電池都投到有害垃圾桶中就可以了。

　　廢電池環(huán)境管理基本要求網(wǎng)民留言中提到的廢棄手機電池、電瓶車電池、紐扣電池分別屬于鋰離子電池、鉛酸蓄電池和一次電池。

　　因含有汞、鎘、鉛等高毒性重金屬，環(huán)境保護部2003年印發(fā)的《廢電池污染防治技術政策》明確規(guī)定：廢氧化汞電池、廢鎘鎳電池、廢鉛酸蓄電池屬于危險廢物，應該按照有關危險廢物的管理法規(guī)、標準進行管理。根據(jù)國家有關規(guī)定，禁止生產(chǎn)和銷售氧化汞電池，禁止生產(chǎn)和銷售汞含量大于電池質量0.025%的鋅錳及堿性鋅錳電池；2005年1月1日起停止生產(chǎn)含汞量大于0.0001%的堿性鋅錳電池。因此，現(xiàn)階段，納入危險廢物進行管理的廢舊電池包括廢鎘鎳電池和廢鉛酸蓄電池。對于一次電池、鋰離子電池、鎳氫電池等，因環(huán)境風險相對較小，未納入危險廢物進行管理。