毕业论文--废旧蓄电池的再生利用(编辑修改稿)

毕业论文--废旧蓄电池的再生利用(编辑修改稿)内容摘要：

用下式计算： 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 8 在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率 ηAh 为 67%75%，电能效率ηWh 为 55%~65%，循环寿命约为 2020次。 容量效率 ηAh 和电能效率 ηWh 计算公式 如下： （ U充和 U放应取平均电压） 镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时 ，就不能放出全部电量。 比如，镍镉电池只放出 80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出 80%的电量，这种现象称为记忆效应。 电池全部放完电后，极板上的结晶体很小。 电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。 结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 9 第三章 废旧汽车蓄电池对社会和环境的影响 废旧蓄电池对环境的影响 随着我国 社会 经济的快速发展 ,琳琅满目的电子产品出现在我们的身边 .在人类享受现代物质文明的同时 ,我们不应该忽视其对 环境 产生的负面影响 .据资料摘一粒纽扣大的电池放在水里 ,会污染 60万升的水 .这是一个人一生饮用水的总量 .放入土壤里 ,会使 1平方米的土地失去使用价值 .而一个大块头的 蓄电池 被随意遗弃将会产生怎样的污染则不言而喻 .随着我国电器产品的增多 ,蓄电池 的报废量正在逐年增加 ,但统计数据表明 ,我国 废旧 电池的平均回收率仅为 2%.虽然在干电池方面在我国政策引导下 ,逐渐生产碱性电池 ,逐步实现无汞化 ,对土壤不会造成污染 和 危害 ,不需要特别回收 ,可以同普通生活垃圾一起处理 .而对 废旧 手机电池 和废旧 电动自行车 蓄电池 的处理还处于一个盲区 .。 常用的蓄电池有铅酸蓄电池 ,镉镍蓄电池 ,铁镍蓄电池 ,金属氧化物蓄电池 ,锌银蓄电池 ,锌镍蓄电池 ,氢镍蓄电池 ,锂离子蓄电池等 民用干电池是目前使用量最大、也是最分散的电池产品，国内年消费 80 亿只。 主要有锌锰和碱性锌锰两大系列，还有少量的锌银、锂电池等品种。 锌锰电池、碱性锌锰电池 、锌银电池一般都使用汞或汞的化合物作缓蚀剂，汞和汞的化合物是剧毒物质。 废电池作 为生活垃圾进行焚烧处理时，废电池中的 Hg、 Cd、 Pb、 Zn 等重金属一部分在高温下排人大气，一部分成为灰渣，产生二次污染。 蓄电池对人类身体的影响 电池中含有大量的重金属 :汞 ,锰 ,锌 ,镉 ,镍 ,铅等 .废电池扔土壤里 ,其中的成分就会渗透到土壤和地下水 ,人们一旦食用受污染的土地生产的农作物或是喝了受污染了的水 ,这些有毒的重金属就会进入人的体内 ,慢慢的沉 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 10 积下来 ,对人类健康造成极大的威胁 !高血铅影响肾 ,肝 ,神经系统和造血器官 ,干扰肾功能和生殖功能 ,不可逆转地损伤大脑 .会使儿童出现行为问题 ,低智商和精力难以集中 .汞中毒有神经衰弱综合症 ,植物神经功能紊乱 ,以及急躁 ,易怒 ,好哭等症状 ,重度中毒时发生明显的性格改变 ,情感障碍 ,智力减退 .镍通常从饮食中摄入 ,被认为可诱发肺癌和鼻窦癌 .镍中毒主要引起呼吸系统损害 ,严重者神志模糊或昏迷 ,并发心肌损害。 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 11 第四章 现代新技术在汽车废旧汽车蓄电池的研究与应用 汽车蓄电池的现状与前景 电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。 电池的种类很多，分类方法也很复杂，一般可分为化学电池与物理电池。 物理电池主要是指太阳能电池，化学电池分一次电池和二次电池，一次电池有普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锂 锰电池、锌 空气电池、一次锌银电池和锌汞电池，二次电池包括镍氢电池、镍镉电池、铅酸蓄电池、锂离子电池（钴酸锂电池、镍酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池以及镍锰、镍钴、镍锰钴聚合物锂电池），此外还有燃料电池、核电池等新型电池。 目前，世界电池产业已经形成了各种电池共存的局面，各类电池的技术和产业发展状况各不相同。 下面就几种重要的电池作一简要介绍，以便对整个电池产业有个感性认识。 铅酸蓄电池：铅酸蓄电池是指电极由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 它是目前世界 上广泛使用的一种化学电源，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。 目前在各类电池中占 30%左右的比例，在二次电池中更是占到了 70%以上的市场份额。 过去生产主要集中在西欧、美国、日本等地区，由于竞争激烈和环保原因，近年来欧美铅酸电池厂合并趋势加强，世界范围内的产业转移和企业整合现象明显，生产集中度进一步提高，中国、巴西、墨西哥等国家和地区目前成为主要生产地。 铅酸电池除了存在污染、循环寿命短等问题，别的方面优势很明显，尤其 是价格方面，估计未来 35年仍然会占有很大的市场份额，尤其是在发展中国家。 镍镉电池：它是由两个极板组成，一个是用镍做的，另一个是镉做的，镍镉电池：它是由两个极板组成，一个是用镍做的，另一个是镉做的，这两种金属在电池中发生可逆反应，因此电池可以重新充电。 镍镉电池的优点是结实、价格便宜。 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 12 电池中发生可逆反应，因此电池可以重新充电。 镍镉电池的优点是结实、价格便宜。 缺点是镉金属对环境有污染，电池容量小，寿命短，所以镍镉电池是最低档的电池是最低档的电池，是镉金属对环境有污染，电池容量小，寿命短，所以镍镉电池是最低档 的电池，有记忆效每次充电都须先放电，否则它的记忆功能将大大降低手机的充电量， 应 每次充电都须先放电，否则它的记忆功能将大大降低手机的充电量，只有将电池中的余电放净后再进行充电才能保持电池的充电量。 由于镉的毒性和镉镍电池的记忆效应，余电放净后再进行充电才能保持电池的充电量。 由于镉的毒性和镉镍电池的记忆效应，镍镉电池被随之发展起来的镍氢电池部分取代，但在便携式电动工具方面，镍镉电池中的 SC 镉电池被随之发展起来的镍氢电池部分取代，但在便携式电动工具方面，镍镉电池中的 SC 型电池仍为首选。 目前，日本等发达国家出于降低 成本和环保考虑，型、 C型、 D 型电池仍为首选。 目前，日本等发达国家出于降低成本和环保考虑，已将生产转移到国外，我国已经成为世界镍镉电池的主要生产基地。 但由于国内环保也在日益重视，转移到国外，我国已经成为世界镍镉电池的主要生产基地。 但由于国内环保也在日益重视，国家对镍镉电池生产有很大限制，出口退税也全部取消，市场萎缩很快，其前景不容乐观。 国家对镍镉电池生产有很大限制，出口退税也全部取消，市场萎缩很快，其前景不容乐观。 镍氢电池：镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，从 20世纪 90年代开始投放市场。 镍氢电池和镍镉电 池外形上相似，而且镍氢电池的正极与镍镉电池也基本相同，都是以氢氧化镍为正极，主要区别在于镍镉电池负极板采用的是镉活性物质，而镍氢电池是以高能贮氢合金为负极，因此镍氢电池具有更大的能量。 同时镍氢电池在电化学特性方面与镍镉电池亦基本相似，故镍氢电池在使用时可完全替代镍镉电池，而不需要对设备进行任何改造。 由于镍氢电池缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池要差，在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代，作为动力电池在便携式电器市场、电动工具、电动车市场开始萎缩，主要是被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。 镍氢电 池最终将被市场所淘汰。 锂离子电池：整个锂离子电池产 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 13 业发展很快，自 1991年商业化以来，不断蚕食镍镉电池和镍氢电池的市场。 其中聚合物锂离子电池在安全性、体积、质量、容量和放电性能方面均优于液态锂离子电池，更适合用作微型电器的电源，应用范围更广。 目前，锂离子电池在整个电池产业中是最受人瞩目的，其中目前使用最广泛的是钴酸锂电池和锰酸锂电池，但未来行业格局会有所变化，应用在手机、电脑和数码产品中的钴酸锂电池会逐渐被二元 /三元聚合物锂电池取代，而作为高倍率动力电池，锰酸锂电池也将逐渐被磷酸铁锂电池取代。 由于锂离子电 池技术发展速度迅猛，很多电池只能仅仅作为过渡电池（不能完全消除安全隐患），只有聚合物锂电池和磷酸铁锂电池代表了锂离子电池发展的方向。 太阳能电池：它是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 以光电效应工作的菁膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的式太阳能民池则还处于萌芽阶段。 太阳能电池产业在日本、美国、德国等发达国家对光伏发电进行政策性补贴的刺激下，产业规模迅速增长。 在各类太阳能电池中，晶硅电池占据 80%以上的比重，其在性能上优于薄膜电池，但薄膜电池在价格上具备一定的优势，未来市场份额会有所 上升。 世界太阳能电池生产主要集中在中国、日本、德国和美国四个国家，中国成为增长最快的地区。 但中国生产的太阳能电池 90%以上是出口的，主要是用于太阳能发电站及光伏建筑一体化，国内市场还处于试验阶段，但市场前景很值得期待。 燃料电池：它是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。 燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。 燃料在阳 极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电能而驱动负载工作。 燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不 断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。 燃料电池在航空航天和军事方面得到较好的应用，但是受技术和成本的限制，尚未达到普遍的民用商业化程度。 世界各国政府和大企业都十分重视燃料电池的发展，美国、日本、欧洲共同体等国家和他们的大企业都投入了巨资来推动燃料电池技术和产业化发展。 目前已形成了一个庞大的企业和研 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 14 究群，如日本丰田和三菱、美国 GM 和 FORD、德国 BENZ 等汽车制造企业，再如加拿大巴拉德燃料电池公司、美国 BLACKPOWER、 UNITEDFUELCELL 等燃料电池公司、德国氢能与太阳能研究所等。 未来几年，世界电池产业将会呈现如下发展趋势：一是在技术的推动和市场拉动下，世界电池产业规模将继续保持快速增长的态势。 二是二次电池的增长速度高于一次电池的增长速度。 三是一次电池和储备电池产业将稳中有升；铅酸电池产业将稳步增长；镍镉、镍氢电池产业将逐步被镍氢或锂离子电池取代；锂离子电池产业仍将高速增长，尤其是二元 /三元聚合物锂电池和磷酸铁锂电池将进入产业化的高潮；太阳能电池产业短期受金融风暴影响，但长期仍将保持增长，其中薄膜电池优势将日益凸显并会压缩硅基 电池的市场份额；燃料电池使用成本过高，技术还有待进一步提高，短期内不可能实现产业化。 四是动力电池产业将加快发展，目前看来，磷酸铁锂动力电池优势最为明显，未来几年将呈现爆发式的增长 属问题。 碳氢化合物燃料自动在燃料电池内部重整 ,并迅速地在电料电池发展现状与应用。 各种类型燃料电池 (碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、磷酸燃料电池及质子交换膜燃料电池 )的技术进展、电池性能及其特点。 其中着重介绍了当今国际上应用较广泛、技术较为成熟的磷酸燃料电池和质子交换膜燃料电池。 对燃料电池的应 用前景进行探讨 ,并对我国的燃料电池研究提出了一些建议。 关键词 :燃料电池。 磷酸燃料电池。 质子交换膜燃料电池燃料电池有多种类型 ,按使用的电解质不同来分类 ,主要有碱性燃料电池 (AFC)、熔融碳酸盐燃料电池 (MCFC)、固体氧化物燃料电池 (SOFC)、磷酸燃料电池 (PAFC)及质子交换膜燃料电池 (PEMFC)等。 1各种燃料电池发展状况 （ 1） 碱性燃料电池 (AFC) 黄石理 工学院 毕业设计（论文） 15 20世纪 50年代起美国就开始对碱性燃料电池进行研究 ,并在 60年代中期成功地用于 Apollo 登月飞行。 AFC 的优点在于除贵金属外 ,银、镍以及一些金属氧化物都可以作电极催化剂 ,它的阴极性能也比酸性体系要好 ,而且电池的结构材料也较便宜。 缺点在于对 CO2和 N2十分敏感 ,故不适用于地面。 在国外 ,将 AFC用于潜艇及汽车的尝试。