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廢電池回收的原因范文第1篇

關鍵詞電動汽車；電池回收；環境保護；排隊論；Anylogic

中圖分類號X705；TP391文獻標識碼A文章編號1002-2104（2013）06-0169-08doi：103969/jissn1002-2104201306025

汽車產業是國民經濟的重要支柱產業，進入21世紀以來，我國已經成為世界上的汽車擁有量大國。根據公安部的統計消息，截止到2012年6月底，全國汽車保有量為1.14億輛。但是能源緊張和環境問題也隨之而來：目前，我國原油對外依存度接近50%，原油消費中一半以上是交通用油；我國已成為全球第二大CO2排放國，我國環境監測數據表明空氣中污染物總量的超過60%來自汽車。中國走低碳經濟道路就必須大力發展低碳工業，電動汽車憑借使用清潔能源和減少排放總量的優勢，成為提高汽車產業競爭力，保障能源安全和發展低碳經濟的新目標。同時，國務院印發了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）》。未來十年，甚至幾十年內將是電動汽車研發與產業化的戰略機遇期。但是電動汽車（本文指純電動汽車）的發展也會面臨一些問題，尤其是在電池（本文指鉛酸蓄電池）報廢周期，廢舊電池中含有鉛、鎳、鈷、鋰等金屬材料和電解液，廢舊電池一旦不能得到有效的處理，不僅造成資源的浪費，對環境的污染也尤為嚴重。Wen等指出隨著電動汽車的普及，大量的報廢蓄電池會給我們的生活環境帶來巨大的壓力[1]；Zdeněk和Notter等認為蓄電池的生產會產生大量CO2[2-3]，因此廢舊電池的處理成為發展電動汽車產業的當務之急。而回收廢舊電池可以減少對金屬能源的開采，降低電池的生產成本[4-6]等，同時鑒于國家相關法令、社會責任、經濟利益以及人們環境和資源保護意識，合理的廢舊電池回收處理方式就被提上日程。不可否認，未來電池回收利用鏈條將得到強勁地發展。如何管理好電池回收工作，更重要的是哪些環節和因素會影響電池回收以及它們對電池回收的影響程度，將成為關系著未來電動汽車產業發展，乃至環境保護問題的重要問題。但目前研究也存在一些不足，特別是對于電池回收影響因素的數量分析，還缺少系統的的定義和研究，因此，本文基于排隊論理論，從仿真的角度， 對電池回收系統中的主要對象汽車、電池以及汽車電池匹配進行模擬，應用Anylogic仿真平臺，搭建電動汽車電池回收的排隊論模型，進而研究電池回收問題，分析汽車、電池生產速率，汽車、電池壽命，電池更新次數以及電池翻新率等對電動汽車電池回收整體的影響程度，最后得出相關政策建議。

宮大慶等：基于排隊論的電動汽車電池回收建模與仿真研究

中國人口·資源與環境2013年第6期

1文獻回顧

隨著電動汽車數量的增長，廢舊電池將大量產生。廢舊電池的回收原因可歸結為三個方面：一是保護環境。電動汽車用動力蓄電池中含有鉛、鎳、鈷、鋰等金屬材料和電解液，如果廢舊電池得不到有效回收處理，會造成資源浪費和環境污染[1-3]；二是節約資源。使用回收過的蓄電池材料可減少對金屬礦產的開采，節約對金屬礦產的使用[4-5]；三是降低成本。對回收的蓄電池進行充分利用可降低蓄電池的生產成本[6]。

基于電池回收的重要作用，大量文獻對此進行了研究。電動汽車電池回收從更大的概念上講，包含在廢舊電子產品回收和固體廢棄物回收諸多概念之中，廢舊電池與其他廢舊產品回收面臨類似的問題。通過對大量文獻的梳理，現有研究主要包括回收過程研究、回收方法和模式總結、回收影響因素探索以及回收敏感性分析等。

回收過程研究是研究的基礎。Ishihara等認為鋰電池生命周期主要包括生產、使用、回收和翻新等過程[7]；鑒于處理、回收、翻新、重新使用組成的電池回收的閉環物流系統，Kannan等建立了多階段、多周期、多產品的數學模型，并且運用遺傳算法分析回收系統的經濟性[8]；Hischier等從廢舊電子產品回收角度，運用物流分析方法（MFA）和生命周期評估方法（LCA），評價回收過程對環境的影響[9]。

基于對回收過程的分析，會產生不同的回收方法和模式。Ploog和Spengler等通過數學模型和lingo程序評價某種回收模式[10]；Sodhi和Reimer系統地介紹了整體回收、分解回收、融化回收幾種不同的回收方法，并且基于不同的回收模式，建立以成本收益為目標函數的數學模型，闡述電池回收問題[11]；Nagurney和Toyasaki同樣采用數學方法論證了廢舊資源、回收者、處理者、消費者和需求市場組成的電子產品回收處理模式的可行性[12]。Savaskan等將廢舊產品的回收活動分為“制造商自營回收”、“零售商負責回收”以及“第三方委托回收”三種組織模式，通過對這三種分散化模式進行比較，認為零售商負責回收效率最高[13]。

不同的回收模式下存在共同的影響因素。Wen等調查分析了回收率在電子產品回收中的重要作用[1]；Vyrynen和Salminen運用統計方法指出，隨著電動汽車的發展，提高回收率來增加電池使用壽命是蓄電池產業可持續發展的必要條件[14]；進而，Sidiquea等基于面板數據，分析了影響回收率的因素（消費情況/回收工藝/收入狀況/人口特征）[15]。Schaik和Reuter從系統動力學角度分析了產品設計對回收和環境的影響[16]。Zackrisson等運用生命周期評估方法，認為通過提高電池技術來延長電池的使用周期，可以減少電池使用過程中對環境造成的影響[17]。

不難發現，現有研究圍繞廢舊產品回收，從不同角度進行了研究和探討，同時對影響回收的具體因素分析，特別是這些因素對回收整體的影響程度等，即敏感性分析（whatif）[18]，也正日益引起人們的關注。Schiffer等提出了一個生命周期模型，這個模型可以比較不同的運行條件，不同的系統規模，不同的電池技術對電池壽命的影響[19]。同時系統動力學被引入這種定量分析中，Dyson和Chang應用系統動力學，研究固體廢棄物產生的不同條件[20]；Georgiadis和Besiou基于閉環物流思想，建立了廢舊電子產品的系統動力學模型，進一步進行敏感性分析，討論不同因素對經濟發展和環境可持續發展的影響作用[21]。

通過對文獻的梳理，本文發現關于電池回收的影響因素數量分析，還缺少統一的定義和研究，同時系統動力學方法作為連續系統建模仿真方法中的一種，適用于面向具體問題建模分析， 是一種定性與定量相結合、系統的方法，該方法的不足之處是對個體的同質性假設。因此，本文基于排隊論理論，從仿真的角度，研究汽車、電池生產速率，汽車、電池壽命，電池更新次數以及電池翻新率等對電動汽車電池回收整體的影響程度。

2電動汽車電池回收概念模型

本文研究的前提是“零售商負責回收”模式以及整體回收方法。電動汽車電池回收模型研究車和電池匹配行為，分析影響電動汽車電池回收的影響因素（汽車數量、汽車壽命、電池壽命、電池翻新率以及電池更新次數等），以及這些影響因素對電動汽車電池回收（報廢車比例、報廢電池比例以及汽車重復使用電池比例等）的影響程度等，為行業政策制定提供參考。本文研究的主體包括電動汽車、電池以及實現電動汽車電池匹配的消息模型，根據資料整理，電動汽車生命周期包括生產、正常行駛、更換電池和汽車報廢四種狀態，電池生命周期則需要經過等待使用、使用中、電池更換、翻新和報廢一系列循環過程，外部環境考慮的主要是國家電動汽車電池回收政策。因此本文設置的電動汽車電池回收概念模型如圖1所示。

圖1概念模型

Fig.1The concept model

3簡單排隊論模型

考慮電動汽車的不同狀態、電池的一系列循環過程以及電動汽車和電池的匹配行為，結合排隊論理論的研究過程，因此本文用排隊論方法建模。

參照胡運權等[25]，一個電動汽車生產運行過程可以看成是一個排隊系統中的生滅過程。“生”表示汽車或者電池的生產，“滅”表示汽車或者電池的報廢。

令N（t）表示t時刻排隊系統中的汽車或者電池數量。

假設N（t）=n，（n=0，1，2…）則從時刻t起到下一個汽車或者電池到達時刻止的時間服從參數為λn的負指數分布（或其它分布）。

假設N（t）=n，（n=0，1，2…）則從時刻t起到下一個汽車或者電池處理完的時間服從參數為μn的負指數分布（或其它分布）。

當系統達到平穩狀態后的狀態分布，記為pn（n=0，1，2…）。

根據相關原理，可以求平穩狀態的分布為：

pn=Cnp0（n=1，2，…），

其中Cn=λn-1λn-2…λ0μnμn-1…μ1，（n=1，2，…）；

p0=11+∑∞n=1Cn，其中∑∞n=1Cn收斂。

汽車或者電池排隊論模型類似于共享資源服務模型M/M/S/∞，其是指，汽車或者電池按照一定分布（負指數分布）到達，系統服務資源數為S個（無窮大）。

則平均服務隊長：

記pn=p（N=n）（n=0，1，2…）為系統達到平穩狀態后的隊長N的概率分布；

依據排隊論可以實現不同車和電池的匹配行為，并且報廢車數量、報廢電池數量、車總量以及電池總量等都可以依據排隊論的基本結論，如平均隊長等計算出來。

4基于Anylogic的仿真模型

依據概念模型，電動汽車電池回收模型主要包括消息模型、電池模型以及汽車模型等。文章建模所采用的平臺為AnyLogic 6 University版，采用的編程語言為Java。

4.1配對模型

汽車和電池之間的配對，需要一定的機制來實現，本文使用類模式完成，包括汽車類（carID（汽車ID）、carPD（汽車生產時間）、carLT（汽車生命周期））、電池類（batID（電池ID）、round（循環次數））以及汽車電池類（carmsg（汽車類信息）、batmsg（電池類信息））。類模式在保障汽車、電池相互獨立情況下，可以實現電池安裝、電池更換以及汽車報廢后的電池處理等行為。

4.2電池模型

電池使用過程中，需要考慮許多因素，比如電池壽命、電池翻新率以及電池更新次數等。

4.2.1電池壽命

電池在運行過程中，首先會受到其最大壽命Lifemax的影響，只有當Life（battery，batID）≤Lifemax時候，電池才處于系統循環中。考慮電池翻新次數K（K≥1），因此電池的實際使用壽命可以擴展，即Life（battery，batID）≤K*Lifemax。

4.2.2翻新率

電池在超過其壽命Lifemax時候，即Life（battery，batID）>Lifemax，電池通過經銷商回收系統得以翻新重新使用。電池報廢翻新的分布情況F可以直接影響重新進行系統的電池數量，我們假設其分布為伯努利分布，即F=Bernoulli（α）其中，α為翻新因子（以下稱翻新率），表示回收的電池以α的概率方式進行翻新，以1-α的概率方式直接報廢掉。

4.2.3翻新次數

同樣，電池在超過其壽命Lifemax時候，即Life（battery，batID）>Lifemax，電池可以翻新重新進行系統中去。但翻新次數K有上限M的限制，只有K

4.3電動汽車模型

電池使用過程中，同樣需要考慮汽車情況，比如汽車的需求狀況直接決定電池的產量，汽車的生命周期影響電池狀態的變化等。因此用一個三元組來表示汽車：cars（carID，carPopulation，carLife），其中：carID 表示汽車ID，carPopulation表示汽車數量，carLife表示汽車壽命。

4.3.1汽車數量

電池生產量Y的多少，很大程度上取決于汽車生產的數量X，即Y=F（X），并且只要能保障汽車正常運行的電池數量，即是最優的電池數量，即MinY。因此電池數量不應該很多，否則容易造成資源浪費，環境污染，同時也不能很少，容易引起汽車產業的發展滯后。

4.3.2汽車壽命

在一個汽車壽命周期內Life（car，carID），汽車的生命周期的長短會影響電池需要更換的次數，在電池壽命穩定情況下，汽車壽命越長，電池需要更新次數K1越多，即K1=C* F（carLife），其中C為大于0的正數，F為汽車壽命函數。

基于上述模型，本文設置的電動汽車電池回收仿真模型如圖2所示。

在圖2中，汽車（carManu）和電池（batManu））按照一定的速率生產，分別進入排隊系統（queue和queue1），之后進入電動汽車電池組裝階段（combine），組裝好的電動汽車，經過又一個排隊系統（queue2）進入電動汽車運行狀態（delayPowerOut），汽車經過一個電池生命周期，將逐漸（queue3）進入電池更換狀態（split），待汽車逐步（queue5）安裝好新的電池后（combine1），只要滿足汽車壽命要求（selectOutput），電池汽車開始新一輪運行（queue2）否則電動汽車將經過排隊（queue7）、卸下電池（split1）、排隊（queue8），從而最終報廢（sink）。在這一排隊系統中，還有兩條排隊是同時進行的：其一是，電動汽車更換的電池和分解的電池將同時得到回收處理（queue4），當電池未達到其翻新次數上限情況下（selectOutput2），會以概率的形式（selectOutput1）進行翻新處理，重新進入排隊系統（delay1），等待重新使用（queue6），否則，回收的電池直接被廢棄掉（sink1）；其二是，電動汽車在安裝新電池開始新一輪運行情況下，包括兩個路徑可以選擇（queue6、queue9）。

汽車和電池之間的配對，本文基于類模式，具體運用排隊形式完成。系統中存在三條隊，汽車隊、電池隊以及安裝電池后的汽車電池隊，通過三條隊的合并與分離，如圖1所示，queue，queue5和queue8表示汽車隊，queue1，queue4，queue6和queue9代表電池隊，queue2，queue3和queue7表示汽車電池隊，因此汽車和電池就完成了配對，電池可以不斷循環，汽車可以周而復始正常運行，直至汽車、電池報廢。

基于仿真模型，本文進一步做仿真實驗分析。

5仿真實驗分析

因為AnyLogic 6 University是基于JAVA編寫的，仿真程序可以編譯生成Java Applets，支持Web頁面上運行，因此，文章仿真所采用的平臺為AnyLogic 6 University版。

在AnyLogic 6 University版中新建7個統計變量分別統計汽車總量、電池總量、報廢汽車數量、報廢電池數量、汽車重復使用二/三/四次電池數量，從而度量電動汽車電池回收情況進而得到報廢車比例、報廢電池比例以及二/三/四手電池使用比例。

仿真過程不考慮汽車電池更換時間以及電池從翻新到重新使用的時間，回收率設為1，其他設置與說明具體見表1。

電動汽車的發展目前還處于起步階段，相關數據比較少。因此，本文在參考《電動汽車科技發展“十二五”專項規劃》[23]以及《新能源汽車動力電池行業深度研究》[24]數據的基礎上做模擬仿真研究，仿真研究可以清楚發現各個

參量之間的數量關系。

5.1仿真實驗

5.1.1仿真實驗1：改變電池生產速率

取模型30次仿真結果的平均值（其它參數設置見表2）得到圖3-a。

仿真結果的T檢驗（當電池生產速率為1，報廢車數量為38，以此為例進行T檢驗）：

根據大數定律，樣本量為30情況下，可以認為樣本服從正態分布。根據樣本的T檢驗置信區間（置信度為95%）：

（X—-t（α/2，df）Sn，X—+tα/2，dfSn）

其中，X—為樣本均值，t為統計值，α為風險，df為自由度，S為樣本標準差，n為樣本數量。

則其置信區間為[36，39]。說明，模型95%的仿真結果位于區間[36，39]中，文章取均值X—=38做為模型仿真的最終值（下同）。

圖3-a顯示出，電池生產速率4的情況下，處在各種變化的分水嶺上，報廢車比例會處于最低點，而報廢電池比例等其它指標情況會處于相對穩定的狀態下；與此同時，電池速率從1變為2時候，對整體影響較大，報廢車比例會迅速下降約10%，其它指標則會平均增加5%。

5.1.2仿真實驗2：改變電動汽車生產速率

根據實驗1中1∶4的生產比例（下同），研究汽車生產速率對整體的影響程度。取模型30次仿真結果的平均值，具體見圖3-b（其它參數設置見表1）。

從圖3-b可以看出，只要按照電動汽車生產速率：電池生產速率為1∶4比例安排生產，不管電動汽車生產速率如何變化，報廢車比例、報廢電池比例以及重復使用電池比例都會處于一個穩定的狀態。

5.1.3仿真實驗3：改變電池壽命

取模型30次仿真結果的平均值，具體見圖3-c（其它參數設置見表1）。

從圖3-c看出，報廢電池比例和重復使用電池比例，會在電池壽命初始階段變化明顯：當電池壽命由12個月增加到24個月時候，報廢電池降低12%左右，重復使用電池比例則平均降低4%左右；當其壽命增加到一定程度時候，如48、60個月情況下，各項指標雖然仍然處于下降狀態，但變動不明顯。另外，發現一個現象就是，報廢車比例會隨著電池壽命的變化而變化，其實這只是個假象。

5.1.4仿真實驗4：改變汽車壽命

取模型30次仿真結果的平均值，具體見圖3-d（其它參數設置見表1）。

圖3-d可以發現，以汽車壽命120個月為基準，當汽車壽命變化增加60個月時候，報廢車比例迅速下降約10%，而當汽車壽命減少60個月時候， 報廢車比例則會增加20%之多；另外，報廢電池比例以及重復使用電池比例變動不明顯。

5.1.5仿真實驗5：改變電池更新次數

取模型30次仿真結果的平均值，具體見圖3-e（其它參數設置見表1）。

圖3-e發現，電池更新次數從1增加到2情況下：報廢電池比例會迅速下降15%，隨著電池更新次數的增加，報廢電池比例會緩慢下降，直到更新次數為4的時候，報廢電池比例達到最低點；三手電池使用比例急劇增加20%左右，但隨著更新次數增加保持不變。電池更新次數從2增加到3情況下：四手電池使用比例快速增長7%左右，也隨著更新次數增加而保持不變。二手電池使用比例則會一直維持在50%左右。電池更新次數對報廢車比例影響較小。

5.1.6仿真實驗6：改變電池翻新率

取模型30次仿真結果的平均值，具體見圖3-f（其它參數設置見表1）。

圖3-f不難看出，當翻新率從0.5增加到0.9時候，報廢電池比例會從70%左右迅速下降到只有16%之多，二/三/四手電池使用比例，則分別從43%提高到78%左右、17%提高到31%上下、6%提高到11%左右，幾乎都是提高了一倍；與此同時，報廢車的比例幾乎沒有發生變化。

5.2仿真結論

從以上仿真實驗發現，電池和電動汽車生產速率、電池壽命、汽車壽命、電池翻新次數以及電池翻新率等因素對報廢車比例、報廢電池比例以及汽車重復使用電池比例等的影響程度差異比較明顯，具體的：

5.2.1電池生產速率

實驗1發現，電池生產速率4的情況為最優生產比例，因為電池生產速率4的情況下的報廢車比例則會處于最低位，同時報廢電池比例也不會出現高位的情況。電池生產速率在區間[1，2]變化對仿真結果的影響相對較大，分析原因是：電池生產速率對仿真結果的影響程度，會受到電池和汽車的相對壽命RL的約束（RL= Life（car，carID）） / Life（battery，batID）。在一個汽車生命周期內，RL越大（電池翻新次數固定），電池循環使用的次數越多，電池生產速率對仿真結果影響越大；反之，則反之。同時隨著電池生產速率的持續增加，各項仿真結果變化不大，其原因也是電池和汽車的相對壽命RL的影響，此時RL=1。

5.2.2電動汽車生產速率

實驗2的前提是，電動汽車生產速率與電池生產速率按照1∶4，2∶8，5∶20，10∶40以及20∶80的比例進行生產，由此導致結果的一致性，這樣說明模型是可信的。

5.2.3電池壽命

從實驗3可以看出，報廢車的數量基本處于穩定狀態，也說明了系統的可信性；電池壽命在區間[12，24][24，36]之間變化對仿真結果影響較大，分析原因也是電池和汽車的相對壽命RL的影響；報廢車比例會隨著電池壽命的變化而變化，原因是排隊現象的產生，而排隊情況的發生則根源來自于電池和汽車的相對壽命RL，當RL比較大時，需要大量的電池，RL比較小時，則需要少量的電池，本實驗中報廢車的數量是確定的，而排隊進入系統的車會隨著電池壽命的不斷增加而逐漸減少，由此導致報廢車比例出現下降趨勢。

5.2.4汽車壽命

從實驗4中可以看出電池的各種指標數值基本處于穩定狀態，同樣說明了系統的可信性；相對于區間[120，180]，區間[60，120]對電池各項指標影響稍微大一些，從絕對數量上看，后者對仿真結果的影響會更加明顯，其原因與實驗1和3相同，汽車壽命對仿真結果的影響同樣受到電池和汽車的相對壽命RL的約束；另外從仿真結果還可發現，報廢汽車數量及其比例直接受汽車壽命的影響。

5.2.5電池更新次數

實驗5中，汽車的各種指標數值基本處于穩定狀態，同樣說明了系統的可信性；對于電池更新次數在區間[1，2]變化時，報廢電池比例變化比較明顯的原因同樣是電池與汽車的相對壽命RL的影響；另外從仿真結果還可發現，電池更新次數越多，報廢電池比例都會不同程度降低，綜合考慮各種情況以及本實驗的條件，當更新次數為4的情況下，系統處于最優狀態。

5.2.6電池翻新率

實驗6中，汽車的各種指標數值同樣處于穩定狀態，也說明了系統的可信性；同時從仿真結果總結出，電池翻新率對仿真結果的影響是數量級的，同時，隨著翻新率的提高，這樣影響會越來越大。

6研究結論

傳統汽車行業對產業結構調整和環境保護，都提出了嚴俊挑戰，發展電動汽車是提升汽車產業競爭力、保障能源安全和發展低碳經濟的重要途徑。但是，隨著電動汽車產業發展，將來會產生大量電池，如何去回收處理電池必將是一個人們遲早要面對的問題，這就要求人們從總體上把握電池回收的機制，清楚哪些因素會影響電池回收以及這些因素對回收的影響程度等。

本文基于排隊論，應用Anylogic仿真平臺研究電池回收問題。研究得出了許多重要結論，如電動汽車生產速率與電池生產速率生產比例應為1∶4；電池更新次數為4次等。因此，人們需要：

（1）在實際生產中，我們應該按照電動汽車、電池生產比例進行生產，這樣既可以減少報廢電池和報廢車的比例，更重要的是可以增加循環使用的電池數量及其比例，節省資源和保護環境；根據電池和電池汽車相對壽命情況，合理安排電動汽車和電池的生產速率，科學計算電池翻新次數等問題。

（2）在可以延長電池壽命的情況下，應該大力提倡這種技術，從根源上解決廢舊電池的污染回收問題，節省生產電池的材料成本。但同時我們要衡量技術的投入產出問題，在不能延長電池壽命情況下，可以增加汽車重復使用電池比例，這樣也可以減少電池生產量。只有對技術的投入產出做出準確度量，才能提供電動汽車產業持續發展的動力。汽車壽命面臨同樣的問題。

（3）在實際運營中，應該大力發展電池翻新技術，最大程度的實現電池的重復利用，節省材料投入，保護環境。

總之，本文的相關研究結論可以幫助人們在發展電動汽車產業同時，清楚哪些環節，哪些因素對電動汽車電池回收工作影響深遠，實現電動汽車產業的可持續發展。

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廢電池回收的原因范文第2篇

【摘要】隨著電池工業的發展，廢舊電池的回收處理無論是從資源循環利用方面還是從保護環境及人類健康方面來說都有重要意義。開發廢舊電池回收處理技術刻不容緩，需要加深對其研究和了解，從而使廢舊電池的回收處理系統化、規范化、科學化，從根本上解決廢舊電池污染環境的問題。針對這一現象，文章從廢舊電池的危害和我國廢舊電池的回收狀況入手，分析了我國廢舊電池的回收處理面臨的主要問題，并從政府、企業和個人的角度探討了可能的解決方案。

【關鍵詞】回收 廢舊電池 現狀 對策

1.廢舊電池的危害

廢舊電池無論是對人體本身還是對周邊的環境的污染都是不可估計的。無論是普通的干電 池，還是電子表中的紐扣電池， 里面都含有多種化學物質。電池一旦廢棄， 它的危害是持久而巨大的，不論將廢電池深埋在地下， 還是在大氣中，廢電池中的重金屬都會隨滲液一起流出，造成對土壤、水的再污染。這種污染對人類健康的危害極大。

2.我國廢舊電池回收中存在的問題

2.1我國的法律體制不健全。長期以來，由于我國缺乏廢電池回收的相關法律體制，使得生產者、使用者和管理者之間各自應承擔的責任仍不明確。其回收利用的過程必然會產生更為嚴重的環境問題。一些不正規的小企業由于缺乏必要的技術支持和處理設備，不但很難有效回收利用， 反而還會造成更為嚴重的二次污染。

2.2我國的回收體系缺乏系統化。我國的廢舊電池回收網絡相當分散，個體從業人員走街穿巷回收為主，還包括廢舊電池經營企業直接回收、生產廠家通過以舊換新回、環保部門從生活垃圾中回收等。目前廢舊電池的回收網絡基本上是組織、個人自發編織而成的，雖宣傳力度較大，但是個人的能力所限， 形成不了規模， 經過幾年的努力，收集的數量也僅僅是銷售量的滄海一粟。

2.3企業的回收處理技術不夠完善，各種經濟因素制約著廢舊電池處理產業的發展。由于宣傳教育力度不夠， 居民對于廢舊電池的危害缺乏認識， 環保意識淡薄， 不能積極主動 的參與廢舊電池回收處理。人們在購買電池時也 并不考慮其是否符合環保標準。很多設置的廢舊 電池回收箱， 被當作垃圾箱， 形同虛設。

3.我國廢舊電池回收的合理化措施

3.1針對政府的措施。我國政府應通過立法并制定實施細則，強制規定廢舊電池必須回收， 禁止隨意丟入生活垃圾中，對積極參與回收利用的科研單位和企業要給予政策和資金傾斜，確保投資者資本的增值和處理所得產品的優先推廣。其次，國家應建立有效的廢舊電池回收管理體系，明確管理廢電池回收利用的職能部門，制定回收再生利用實施細則，構建一套完善有效的回收網絡體系。

3.2針對地方政府和行業協會的措施。針對地方政府和行業協會的措施各地政府可以根據地方的不同制定與其相適。可以允許相應的行業協會成立，進行更為全面，更為專業的管理。這樣就可以對具體的措施進行運用到最好，可以將回收的意識更好的傳給群眾，同時也可以將企業的回收方式做得更完善。加大宣傳力度，充分利用媒體、科普活動、強行標識等多種形式，宣傳廢舊電池對人類健康和自然環境的危害及回收利用的意義。動員全社會的一切力量，使更多的人樹立 廢舊電池必須回收利用的觀念，從而自覺參與回收活動。

3.3針對企業的措施。制造企業是產品的生產者，它在回收物流合理化中是一個關鍵環節，如果能解決好制造企業的問題，就能促使回收物流的合理化。生產或制造商品企業的生產原料可采用原物 料、再生物料，制造過程中采用可再用的工具或器械，生產過程剩余的廢棄品或物料可以進行適當的資源回收，并在生產時就要注意到產品的回收問題，盡量做到綠色生產， 從源頭上提高物品的回收活性。以立法的形式明確制造企業承擔廢舊家電回收利用的責任。與此同時，國內的一些科研單位和企業也已經研發出來相關的技術，如河南省新鄉電池廠已經有科技人員設計出了廢舊電池回收再利用的成套技術和生產設備；遼寧省鞍山市開發成功了廢舊電池回收再生資源及無害化處理工藝，這些技術完全可以互相借鑒，擇優推廣。

3.4針對公眾的措施。應增強家電用戶的環保意識，使其認識到隨便丟棄廢舊電池的危害性。既造成環境污染，又造成資源的浪費。消費者從一定程度上影響著制造企業在原料選擇和制造方式中的取向，如果對消費者的購物意向能進行合理引導， 也是為我國回收物流趨于合理化的有效途徑。為提高廢棄物的回收活性， 消費者還可采用正確的廢棄物分類，一方面可增 加資源的復生效率， 另一方面也可減少廢棄物對 于環境的污染。除此之外，公眾要加強自我的回收意識，要注意廢棄物的分類，這樣便于廢棄物的再轉手處理，便于分類和回收再利用。只要大家一起努力，肯定會將廢舊電池的回收處理的更好。這樣廢舊電池的污染就不會那么大了，我們的人體的傷害會變得很小再者環境也會受到保護。

3.5實現循環經濟，打造資源節約型社會是歷史的必然選擇

首先，從保護環境角度講，即便到了一次性干電池都已實現無汞化，廢舊電池的循環再利用也必須堅持做好。更何況目前電池無汞化進程并不樂觀，規模較大的電池生產企業能做到低汞、無汞化，而大量小企業由于資金、技術、成本等原因，其生產的電池仍存在高汞現象。

其次，從節約資源的角度講，更要作好回收處理工作。有統計資料表明，我國每年用于生產干電池要消耗鋅12萬t；二氧化錳20萬；銅2萬t；汞數十噸，還有相當多的氯 化鋅、石墨、瀝青、不銹鋼等，這些資源需要經過采礦、選礦、冶煉等過程獲得。大量一次性廢舊電池不回收，不但污染環境，還浪費了寶貴的金屬資源，這些都是不可再生資源，這不符合科學發展觀要求。目前我國資源、能源短缺日趨嚴重，環境污染形勢日益嚴峻，搞好廢舊電池的回收處理，是落實科學發展觀，實現循環經濟，打造Y源節約型社會的必然選擇。發達國家在廢舊電池回收利用方面已有很多成功經驗和模式可予借鑒。

參考文獻：

[1]鄧志新.中小外貿企業服務外包模式探索[J].特區經濟，2012

[2]劉娟.小額跨境外貿電子商務的興起與發展問題探討―后金融危機時代的電子商務及物流服務創新[J].對外經貿實務，2012

廢電池回收的原因范文第3篇

Pb+PbO2+2H2SO4充電放電2PbSO4+2H2O，寫出放電時的電極反應。

解析鉛蓄電池放電是一個原電池，還原劑Pb在負極上失去電子，產物為PbSO4，氧化劑PbO2在正極上得電子，產物是PbSO4及H2O。

負極：Pb+SO2-4-2e-PbSO4

正極：PbO2+4H++SO2-4+2e-

PbSO4+2H2O兩個電極反應相加可以得到總反應式。

例2某堿性蓄電池充電和放電時發生的反應為：

Fe+NiO2+2H2O充電放電Fe（OH）2+Ni（OH）2，寫出放電時的負極和充電時的陰極反應。

解析放電時的負極和充電時的陰極反應：Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2，還原劑Fe在負極上失去電子，

產物是Fe（OH）2，OH-參與負極反應，即負極：

Fe+2OH--2e-Fe（OH）2。

充電時是電解池，反應為：Fe（OH）2+Ni（OH）2電解

Fe+NiO2+2H2O，氧化劑Fe（OH）2在陰極上得電子，產物為Fe，即陰極：Fe（OH）2+2e-Fe+2OH-。

在堿性電池中，書寫電極反應式及總反應式時，不能出現H+。

例3幾年前我國首創的以Al―空氣―海水電池作為新型海水標志燈的電源，這種電池以海水為電解液，靠空氣中的氧氣不斷氧化Al產生電流，只要把這種燈放入海水數分鐘，就可發出耀眼

的光，其能量比干電池高20倍～50倍。請運用所學

知識推測這種新型電池兩極上發生的電極反應。

解析原電池是由活動性不同的兩個電極及與兩極相接觸的電解質溶液構成。該海水電池負極顯然為不斷氧化的Al，電解質溶液為海水，正極材料應為具有導電性和活動性比Al差的材料，通常為石墨棒，氧化劑O2在正極上獲得電子，即

負極：Al-3e-Al3+

正極：O2+2H2O+4e-4OH

-

例4熔融鹽燃料電池具有高發電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃燒電池，陽極反應式為：2CO+

2CO2-3

4CO2+4e-。則陰極反應式為

；總電池反應式為。

解析原電池的負極即為陽極，正極即陰極，電池工作時是以CO為燃氣（還原劑），空氣、CO2的混合氣為助燃氣，顯然空氣中O2為氧化劑。因此總反應式為：2CO+O2

2CO2，

氧化劑O2在陰極（正極）上得到電子，產物是CO2-3，即陰極反應為：O2+2CO2+4e-

2CO2-3。

例5（2015年新課標全國卷Ⅱ）酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。有關數據如表1所示：

回答下列問題：

（1）該電池的正極反應式為，電池反應的離子方程式為。

（2）維持電流強度0.5A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅g。（已知F=96500 C?mol-1）

（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、和，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法是，其原理是。

（4）用廢電池的鋅皮制備ZnSO4?7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O溶解，鐵變為，加堿調節至pH為時，鐵剛好沉淀完全（離子濃度小于1×10-5mol?L-1時，即可認為該離子沉淀完全）；繼續加堿至pH為時，鋅開始沉淀（假定Zn2+濃度為0.1mol?L-1）。若上述過程不加

H2O2后果是，原因是。

解析（1）該電池為酸性電池，正極發生還原反應，電極反應式為：MnO2+H++e-MnOOH；電池反應為Zn與MnO2在酸性條件下的反應，生成Zn2+和MnOOH。即應順填：MnO2+H++e-

MnOOH；2MnO2+Zn+2H+2MnOOH+Zn2+。

（2）電池工作5 min，電池中的總電荷量Q=It=0.5×5×60C=150C，則轉移電子的物質的量為15096500mol，1mol Zn失去2 mol電子，則此過程中消耗鋅的質量m（Zn）=65×12×15096500g=0.05 g。即應填：0.05。

（3）從表1數據看出，相同溫度下，ZnCl2的溶解度遠遠大于NH4Cl的溶解度，則可采用加熱濃縮、冷卻結晶的方法分離二者。即應順填：加熱濃縮、冷卻結晶；碳粉，MnOOH；空氣中加熱；碳粉轉變為CO2，MnOOH氧化為MnO2。

廢電池回收的原因范文第4篇

活動目標

1　在操作中感知電動玩具的共同特征――有電源才會動。

2　初步了解正確使用電池的方法。

3　進一步激發對電動玩具的好奇心，發展探索的興趣。

活動準備

孩子自帶一種或兩種電動玩具，各種型號的電池若干，受潮的電池5～6節，廢電池若干，大盤子五個，安裝電路圖一張，電動霸王龍一只，關于電池污染環境的報道，廢舊電池回收箱一只，小恐龍粘紙若干。

活動過程

一、師：教室里有這么多電動玩具，我們來開一個電動玩具運動會吧。

1　幼兒各自選一個電動玩具，讓它動起來。

設問：你的玩具動起來了嗎?你是怎樣讓它動起來的?(幼兒自由回答)

2　出現問題：許多小朋友說打開開關就動起來了，可是為什么有些小朋友的電動玩具開關打開了還是沒有動起來?

3　解決問題：使不動的玩具動起來。

(1)打開下面的“肚子”看看里面有什么?(有的有兩節電池，有的只有一節電池，還有的沒有電池)得出結論1：有兩節電池的一打開開關玩具就動了。

(2)少了一節電池怎么辦?(幼：再裝上一節)

(3)有了兩節電池還是不會動，為什么呢?(幼：電池的大小不一樣。)得出結論2：裝上兩節一樣大小的電池，打開開關玩具就會動了。

二、師：運動會真熱鬧，吸引了另外一些電動玩具來參加運動會。請小朋友也幫它們動起來。

1　幼兒分組操作教師投放的玩具。

2　出現問題：有的會動，有的又不會動了，為什么呢?

3　探索問題：打開“肚子”看一看，都有兩節相同的電池，為什么有的會動，有的不會動?

4　比較電池的安裝方法：方向不一樣。

5　解決問題：學習正確安裝電池的方法。

(1)幼兒自由發表意見。

(2)出示電路圖：平平的尾巴對著彈簧，突出的嘴巴對準平平的尾巴。

(3)幼兒對不會動的玩具進行改裝，理解正確的安裝方法。

6　玩具總動員――正確操作電動玩具。

三、師：熱鬧的運動會引來了霸王龍，誰來幫它動起來?

1　出現問題：裝對了電池，打開了開關還是不會動，為什么?(幼：電池有皺紋)師：我看見有人把電池掉在地上，拖地時弄濕了。

2　找到原因：電池受潮，漏電了。

3　解決的辦法：換新電池，保護電池不受潮。

4　師：怎樣愛護電池?(幼：不用的時候關掉，節約電源；不讓電池受潮；不摔電動玩具……)

5　師：我還有一個好辦法，不用時拿出電池存放到瓶子里，可以延長電池的壽命。

四　師：換上新電池，霸王龍真的動起來了。它帶來了許多小獎品，想搞個有獎競猜，誰來回答?

1　問題：廢舊的電池怎么處理比較好?(幼兒自由回答，并當場獎勵恐龍粘紙)

2　請幼兒聽一聽《錢江晚報》上的報道《從身邊做起――收集廢舊電池》。

3　出示環保回收箱，請幼兒把廢舊電池放入回收箱。

廢電池回收的原因范文第5篇

[關鍵詞]防爆蓄電池 主要危害因素 應對措施

中圖分類號：TD64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）21-0335-01

1 引言

目前井下蓄電池車輛動力源主要有鉛酸蓄電池和磷酸鐵鋰蓄電池兩種.，由于在鉛酸蓄電池的裝配過程中涉及到鉛中毒、易燃、易爆等危險特性，因而確保鉛酸蓄電池的安全生產十分重要。目前，鉛酸蓄電池已被列入《危險化學品名錄》，我國也一直重視鉛酸蓄電池的安全生產，加強了對蓄電池生產裝配的安全防范措施，制定了《鉛作業安全生生規程》等規范標準。

2 防爆蓄電池的主要危害因素分析

2.1 防爆蓄電池自身危害分析

廢電池污染及其處理已經成為目前社會最為關注的環保焦點之一。國家環保總局科技標準司有關人士認為，隨著我國電池的種類、生產量和使用量的不斷擴大，廢舊電池的數量和種類也在不斷增加。廢舊電池含有汞、鉛、鎘、鎳等重金屬及酸、堿等電解質溶液，對人體及生態環境有不同程度的危害。據了解，其中對人體健康和生態環境危害較大、列入危險廢物控制名錄的廢電池主要有：含汞電池，主要是氧化汞電池；鉛酸蓄電池；含鎘電池，主要是鎳鎘電池。有關資料顯示，一節一號電池爛在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用價值；一粒紐扣電池可使600噸水受到污染，相當于一個人一生的飲水量。

人體一旦吸收這些重金屬以后，會出現哪些病癥呢？據有關專家介紹，汞是一種毒性很強的重金屬，對人體中樞神經的破壞力很大。目前我國生產的含汞堿性干電池的汞含量達1%-5%，中性干電池的汞含量為0.025%，我國電池生產消耗的汞每年就達幾十噸之多。鎘在人體內極易引起慢性中毒，主要病癥是肺氣腫、骨質軟化、貧血，很可能使人體癱瘓。而鉛進入人體后最難排泄，它干擾腎功能。

專家們認為，由于電池污染具有周期長、隱蔽性大等特點，其潛在危害相當嚴重，處理不當還會造成二次污染。據相關研究發現，我國一些職工在回收鉛酸蓄電池中的鉛時，因為回收處理不當，把含有鉛和硫酸的廢液倒掉，不僅造成了鉛中毒，而且使當地農作物無法生長。如何及時安全地回收和處理廢電池，已日益突出地擺在人們面前。

2.2 防爆蓄電池裝配過程中的主要危害因素分析

鉛酸蓄電池裝配過程中可能產生的危險、危害主要是中毒、火災、爆炸，以及高溫灼燙、機械傷害、腐蝕傷害等。限于篇幅，僅對中毒、火災和爆炸3種因素進行分析。

稱片、包片區，存在著大量的鉛塵，屬于鉛的重污染區，易發生慢性鉛中毒。鉛中毒對人體的危害主要集中在消化系統和神經系統，在蓄電池廠工作的操作工患職業性慢性鉛中毒的比例高達25%～30%。更為嚴重的是，鉛中毒不僅局限在蓄電池廠里的成年操作工鉛中毒反應，甚至周邊許多兒童也出現了鉛中毒的反應。

引起中毒事故的原因主要有廠區內缺乏必要的排風環保設備，有的廠家雖然有，但是工作期間不開啟，形同虛設，工人缺少必要的勞保用品以及工人的自我保護意識不強等。稱片、 包片是引起鉛中毒的重點部位，必須有完善的防護措施和排風系統。

根據工藝要求，焊接區使用的乙炔、液化石油氣火災危險為甲類，氧氣火災危險為乙類。乙炔在空氣中的爆炸極限為2.1%～80.0%，引燃溫度在305℃左右；液化石油在空氣中的爆炸極限為2.25%～9.65%，引燃熳度在426～537℃左右。因此，生產過程中最大危險因素是火災和爆炸，如果在焊接極群和極柱過程中操作不當，劇烈碰撞或離明火過近，溫度太高等都可能引起火災、爆炸。

根據鉛酸蓄電池工作原理，鉛酸蓄電正極活性物質是二氧化鉛，負極活性物質是海綿鉛，電解液是稀硫酸溶液，當充電到70%～80%電量時，正極開始產生氧氣，當充電基本完成約90%時，負極開始產生氫氣。氫氣是易燃易爆的甲類物質，在空氣中的爆炸極限為4.1%～74.1%，引燃溫度在450℃左右，因此充電室內氫氣濃度極易達到爆炸極限，一遇火源就會生產燃爆。

3 安全預防措施與建議

通過上述分析可知，防爆蓄電池裝配過程中存在的主要危害因素為中毒、火災、爆炸等。為確保安全生產建議采取以下安全措施：

（1）廠址選擇與周圍居民及公共設施保持必要的安全防護距離，同時必須滿足《建筑設計防火規范》，《鉛作業安全衛生規程》，《工業企業設計衛生標準》和《使用有毒物品作業場所勞動保護條例》的要求。

（2）在作業前盡可能先將操作環境濕潤，防止鉛塵飛揚；作業時工人除穿戴相應的工作服、防塵口罩外，必須使用能保證新鮮空氣供給的通風設施；操作臺上清出的鉛粉塵，必須放置在專用容器內，不得與其他垃圾等堆放在一起；作業后，工人必須洗澡，并將工作服和防塵口罩在廠內集中洗滌；同時作業場所所應禁止吸煙，飲食等；班中喝水前必須洗手，洗臉及漱口，嚴禁穿工作服進食堂，出廠。

此外，為防止雜質侵入和水分蒸發，采用了僅有極樁外露的全封閉式外殼。

為防止蓄電池損壞和爆炸，在密封式殼體上設有排氣孔和安全閥。安全閥中裝有催化劑，可使氫氣與氧氣合成為水蒸氣，冷卻后再返回電解液內。為有效防止外來火花造成危害，在其內部還裝有火花捕捉器。

免維護蓄電池的工作原理與普通鉛蓄電池相同。放電時，正極板上的二氧化鉛和負極板上的海綿狀鉛與電解液內的硫酸反應生成硫酸鉛和水，硫酸鉛分別沉積在正、負極板上，而水則留在電解液內；充電時，正、負極板上的硫酸鉛又分別還原成二氫化鉛和海綿狀鉛。

普通鉛蓄電池，在充電接近終了時，其充電電流除了用來使正、負極板的硫酸鉛還原成二氧化鉛和海綿狀鉛外，還有一部分電流被用在水的分解上，致使蓄電池內產生根多氣泡。特別是充電終了時產生和外逸的氣泡就更多，從而造成電解液內水分大量散失。

免維護蓄電池，由于其負極板上的硫酸鉛含量比正極板上多，因此，充足電時正極板的硫酸鉛全部轉變成了二氧化鉛，而負極板上仍有一部分硫酸鉛殘留。這樣，過充電時，充電電流只在正極板上用來產生氧氣，而在負極板上則被用于使多余的硫酸鉛轉變成海綿狀鉛。同時，在正極板上所產生的氧氣也不會外逸，而是迅速與負極板上的活性物質（海綿狀鉛）發生反應生成二氧化鉛，再與電解液中的硫酸反應變成硫酸鉛和水。

由此可見，免維護蓄電池在過充電時，其負極板上的硫酸鉛永遠不會消失，即負極板上不會產生氫氣。即從理論上講，免維護蓄電池即使在過充電時，其電解液中的水也不會散失。

（3）車間內的氣體鋼瓶不得隨意堆放或不同氣體鋼瓶混放。雖然乙炔、液化石油氣及氧氣用最較少，但氣體鋼瓶仍需單獨存放。存放處應在生產車間外墻處用磚墻和預制板砌兩間作為石油液化氣和氧氣的中間倉庫，選用下端帶百頁窗的門，兩側墻留通風口，并安裝鋼絲網，保持良好的通風。門開在車間外面，并在醒目位置貼上禁止明火和吸煙的標志。根據《建筑設計防火規范》的規定，該存放處只能作為車間中間庫房，且乙炔的存放數量不應超過25m3（標準狀態下），。液化石油氣的存放數量不應超過50m3（標準狀態下）。氧氣和乙炔的保管和使用要設專人負責，嚴禁超壓使用和人為加熱氣瓶，嚴禁用帶油污的手套開啟氧氣瓶閥門；操作人員作業前必須先檢查軟管與焊接的連接處是否牢固，軟管是否有打結處。

（4）充電區應保持良好的通風，必要時應增加防爆型通風設備，同時設置可燃氣體濃度檢漏報警裝置，并達到《火災自動報警系統設計規范》的相關要求。充電區不準使用不防爆的電器設備（如開關、插座、熔斷及燈具等），嚴禁在充電區吸煙，用明火照明或取暖；不準在室內動火作業。室內各電氣線路應穿管敷設，電氣連接處應接觸良好、牢靠，不得松動，避免產生火花放電。不冷穿化纖服裝進入充電區，以免摩擦產生放電。

4 結語

蓄電池作為一種方便適用的直流電源廣泛用于發電廠，工礦企業變配電所和各類機動車。由于在鉛酸蓄電池的裝配過程中涉及到鉛中毒、易燃、易爆等危險特性，因而確保鉛酸蓄電池的安全生產十分重要。