干电池

工作方法

　　干电池的产生电，铁的生锈和衣服的漂白，它们的共同点是什么呢？从表面上看，他们几乎没有共同的特点。可是这些现象以及许多其他日常变化的过程，正是一个叫氧化还原的某种化学反应。也许大部分的同学不相信。

　　干电池的外壳是一个用锌做成的筒,里面装着化学药品,锌筒中央立着一根碳棒,碳棒顶端固定着一个铜帽--干电池内由于发生化学变化,碳棒上聚集了许多正电荷,锌筒表面上聚集了许多负电荷。碳棒和锌筒叫做干电池的电极, 聚集正电荷的碳棒叫正极, 聚集负电荷的锌筒叫负极。干电池外壳上符号+、-分别表示电池的正极和负极。

　　而正是普通干电池的机构，正是使金属（锌壳）附近发生氧化反应，而在碳棒周围发生了还原反应。碳极周围填满了二氧化镁，锌电极组成了干电池的外壳，碳电极则放在中心。电子是有电子化了的锌金属（氧化作用）所给出，流进外部的电路到达炭电极。靠近碳电极的二氧化镁得到电子（还原作用）生成氢氧离子，并形成了新的化合物叫做氧化镁。氧化反应把电池负极的电子推出去，而还原反应则在正极吸收它们。

　　- “电压1.5V”表示电池两极之间的电压是1.5，伏 (电压的单位)。什么是电压? 可以用水流的情况来比喻说明。

　　--如果打开开关, 在水管中就要形成由水塔向用户流动的水流。这是因为的水塔的水面比用户高, 从而在连接两者的水管中产生了水压。抽水机的作用是不断地把水从低处抽到水塔高处，使水塔处的水位总比用户处高,保持两者之间有一定的水压, 从而使水不断地流动。

　　---当用导线把小灯泡连接到电池的两极之间时,小灯泡亮了,表明电路里有了电流。电路里的自由电荷所以能发生定向移动形成电流, 是因为电源的正极有多余的正电荷,电源的负极有多余的负电荷,从而在电路上产生了电压。电源的作用跟抽水机相似, 它不断使正电荷聚集在正极上, 负电荷聚集在负极上,保持两极间有一定的电压,使连接导体中不断有电流通过。

危害与回收

　　废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。我国是世界上头号干电池生产和消费大国，有资料表明，我国目前有1400多家电池生产企业，1980年干电池的生产量已超过美国而跃居。1998年我国干电池的生产量达到140亿只，而同年世界干电池的总产量约为300亿只。废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。我国是世界上头号干电池生产和消费大国，有资料表明，我国目前有1400多家电池生产企业，1980年干电池的生产量已超过美国而跃居。1998年我国干电池的生产量达到140亿只，而同年世界干电池的总产量约为300亿只。

　　如此庞大的电池数量，使得一个极大的问题暴露出来，那就是如何让这么多的电池不去破坏污染我们生存的环境。据我们调查，废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃，腐败的电池会破坏我们的水源，侵蚀我们赖以生存的庄稼和土地，我们的生存环境面临着巨大的威胁。如果一节一号电池在地里腐烂，它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值；扔一粒纽扣电池进水里，它其中所含的有毒物质会造成60万升水体的污染；废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等，其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。而镍、锌等金属虽然在一定浓度范围内是有益物质，但在环境中超过极限，也将对人体造成危害。废旧电池渗出的重金属会造成江、河、湖、海等水体的污染，危及水生物的生存和水资源的利用，间接威胁人类的健康。废酸、废碱等电解质溶液可能污染土地，使土地酸化和盐碱化，这就如同埋在我们身边的一颗定时炸弹。因此,对废旧电池的收集与处置非常重要，如果处置不当，可能对生态环境和人类健康造成严重危害。随意丢弃废旧电池不仅污染环境，也是一种资源浪费。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电池计算，全年消耗15.6万吨锌，22.6万吨二氧化锰，2080吨铜，2.7万吨氯化锌，7.9万吨氯化铵，4.3万吨碳棒。

　　汞的毒性

　　汞即我们俗称的“水银”，是一种常温下为液体的物质，可以阻止电池中阴极金属锌的氧化，这一作法提高了电池的贮存寿命。因此，早在以前采用的锌做阴极度的电池几乎都有一定量的汞做防腐剂。但是汞和汞的化合都具有神经毒性，对内分泌系统，免疫系统等也有不良影响，它会引发人的口齿不清、步态不稳、四肢麻痹，导致全身痉挛，精神失常而死。

　　随着科技的进步，电池开始逐渐实行低汞化和无汞化，汞的代替品表面活性剂Forafac氟化聚合物，在防止锌的腐蚀上取得了良好的效果。

　　长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒物质——汞或汞的化合物。我国的碱性干电池的镉的毒性镉不是人体所必需的痕量元素，新生婴儿体内并没有镉，而是随着年龄的增长，逐渐累积起来的。镉具有肾毒性，它所致的肾损伤是不可逆的。同时肾损伤后还可能继发骨质疏松、软骨症和骨折。在1993年，国际抗癌联盟就将镉定为IA级致癌物。基于以上原因，许多发达国家已建议禁止使用镉镍电池而镍氢电池已取代镉镍电池，避免了镉的使用。而我国的绝大多数电池生产企业仍用镉作为生产电池的原料，使得电池的危害进一步加大。

　　废电池虽小，危害却甚大。但是，由于废电池污染不象垃圾、空气和水污染那样可以凭感官感觉得到，具有很大的隐蔽性，所以没有得到应有的重视。目前，我国以成为电池生产和消费的大国，废电池污染是迫切需要解决的一个重大环境问题。

　　尽管先进的科技已给了我们正确的指向，但我国的电池污染现象仍不容乐观。目前我国的大部分废旧电池混入生活垃圾被一并埋入地下，久而久之，经过转化使电池腐烂，重金属溶出，既可能污染地下水体，又可能污染土壤，一旦种植作物，重金属则可能在作物中积聚，通过食物链而最终影响人体健康。

型号

　　IEC（国际电工协会）标准及各国锌-锰干电池型号和名称

　　IEC      中国     日本    美国

　　R40    一号甲电池 N0.6    R40(EMT)

　　R20    一号电池   UM-1    D R25（JaT）

　　R14    二号电池   UM-2    C R14(ET)

　　R10    四号电池           (BR)R10(CT)

　　R06     五号电池   UM-3    AA R6(AaT)

　　R03    七号电池   UM-4    AAA R03

三项指标

　　一、标称电压，通俗讲就是正常工作时的路端电压，严格说是新电池电压值到电压值时间的平均电压。新电池或刚充完电的电池电压会略高于额定电压，开始使用后马上就会落到这一值上，此后能在这一值上保持较长的时间。当低于该电压后，电池电压就会较快地下降，直至不能使用。

　　二、容量：电池的电能量，一般用mAh,500mAh则表示此电池以50mA的电流放电,能工作10小时。这样的计量较为粗糙，因为不同性质的电池在以不同电流放电时，工作时间是不成线性比例的。故较严格的电池容量是用对多少欧姆电阻能放电多少时间来表示，并且放电方式还有连续、间隙和短时等差别。例如，某品牌碱性电池，对10欧姆负载，连续放电至0.9伏的时间≥20小时；对1.8欧姆负载，每分钟放电15秒，放至0.9伏的次数≥660。前者的放电条件相当于较大录音机或普通电动玩具，后者则类似闪光灯充电。越是新颖高品质的电池，容量的线性也越好。

　　三、存放期和自放电率，一般一次性电池有存放时间，约2-3年左右。这是由于电池在自由放置进的放电效应引越的，充电电池由于自放电率较高，一般直接给出自放电率，每月百分之几（[%]/月）。