廣義的電池（Battery）是一種將其它形式的能量直接轉(zhuǎn)換為直流電的裝置.電池按轉(zhuǎn)換能量方式分兩大類：一類是物理電池,如太陽能電池；另一類是化學(xué)電池,即把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,一般又稱化學(xué)電池或化學(xué)電源.

1800年意大利科學(xué)家伏打（Volta）發(fā)明的"伏打電池"是世界上第一個(gè)電池.

1859年法國(guó)普蘭特（Plante）發(fā)明鉛酸蓄電池,這是世界上第一個(gè)可充電電池；

1868年法國(guó)勒蘭社（Leclanche）發(fā)明鋅錳干電池；

1889年-1901年瑞典的楊格納（Jungner）和美國(guó)愛迪生（Edison）先后研制成功鐵-鎳蓄電池和鎘鎳蓄電池；

一次世界大戰(zhàn)期間,中性鋅-空氣電池研制成功；

1943年法安德烈火（Andre）發(fā)明了鋅銀電池；

1947年美茹賓（Ruben）研制成功鋅汞電池；

50年代堿性鋅錳電池問世；

60年代燃料電池研制成功；

70年代鋰電池研制成功；

80年代氫鎳蓄電池研制成功；

90年代鋰離子電池問世.

電池使用過程是電池放電過程,電池放電時(shí)在負(fù)極上進(jìn)行氧化反應(yīng),向外提供電子,在正極上進(jìn)行還原反應(yīng),從外電路接受電子,電流經(jīng)外電路而從正極流向負(fù)極,電解質(zhì)是離子導(dǎo)體,離子在電池內(nèi)部的正負(fù)極之間的定向移動(dòng)而導(dǎo)電,正離子（陽離子）流向正極,負(fù)離子（陰離子）流向負(fù)極.電池放電的負(fù)極為陽極,放電的正極為陰極,在陽極兩類導(dǎo)體界面上發(fā)生還原反應(yīng)整個(gè)電池形成了一個(gè)由外電路的電子體系和電解質(zhì)液的離隊(duì)體系構(gòu)成的完整放電體系,從而產(chǎn)生電能供電.

電池的危害

化學(xué)電池按工作性質(zhì)可分為：一次電池（原電池）；二次電池（可充電電池）鉛酸蓄電池.其中：一次電池可分為：糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等.二次電池可分

為：鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等.鉛酸蓄電池可分為：開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池.

鋅-錳電池又稱勒蘭社（Leclanche）電池,是法國(guó)科學(xué)家勒蘭社（Leclanche）于1868年發(fā)明的由鋅（Zn）作負(fù)極,二氧化錳（MnO2）為正極,電解質(zhì)溶液采用中性氯化銨（NH4C1）、氧化鋅（ZnC12）的水溶液,面淀粉或漿層紙作隔離層制成的電池稱鋅錳電池,由于其電解質(zhì)溶液通常制成凝膠狀或被吸附在其它載體上而呈現(xiàn)不流動(dòng)狀態(tài),故又稱鋅錳干電池.按使用隔離層區(qū)分為糊式和板式電池兩種,板式又按電解質(zhì)液不同分銨型和鋅型電池紙板電池兩種.

指20世紀(jì)中期在鋅錳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,是鋅錳電池的改進(jìn)型.電池使用氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）的水溶液做電解質(zhì)液,采用了與鋅錳電池相反的負(fù)極結(jié)構(gòu),負(fù)極在內(nèi)為膏狀膠體,用銅釘做集流體,正極在外,活性物質(zhì)和導(dǎo)電材料壓成環(huán)狀與電池外殼連接,正、負(fù)極用專用隔膜隔開制成的電池.

任何一種電池由四個(gè)基本部件組成,四個(gè)主要部件是兩個(gè)不同材料的電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼.

指近年來已投入使用和正在研制的一類高性能、無污染電池,包括目前已投入使用的金屬氫化物鎳蓄電池、鋰離子蓄電池,正在推廣使用的無汞堿性鋅錳原電池,及燃料電池、太陽能電池（光伏電池）等.

1859年法國(guó)普蘭特（Plante）發(fā)現(xiàn),由正極板、負(fù)極板、電解液、隔板、容器（電池槽）等5個(gè)基本部分組成.用二氧化鉛作正極活性物質(zhì),鉛作負(fù)極活性物質(zhì),硫酸作電解液,微孔橡膠、燒結(jié)式聚氯乙烯、玻璃纖維、聚丙烯等作隔板制成的電池.

二者均采用氧化鎳或氫氧化鎳作正極,以氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液作電解質(zhì)溶液,金屬鎘或金屬氫化物作負(fù)極.金屬氫化物電池為20世紀(jì)80年代末,利用吸氫合金和釋放氫反應(yīng)的電化學(xué)可逆性發(fā)明制成,是小型二次電池主導(dǎo)產(chǎn)品.汞的危害?

自然界的汞主要以硫化汞的形式存在,金屬汞在常溫下能蒸發(fā),如果把含汞工業(yè)廢渣、廢氣任意排放,會(huì)造成大氣、土壤、水體的污染,汞離子進(jìn)入血液與血漿蛋白和血紅蛋白還可導(dǎo)致細(xì)胞損害,最主要作用于腎和神經(jīng)系統(tǒng),導(dǎo)致腎病綜合癥、神經(jīng)衰弱等疾病.如：日本20世紀(jì)中期,水俁灣附近的水俁市的居民尤其是漁民突然出現(xiàn)：頭痛、耳鳴、昏迷、行動(dòng)障礙等的癥狀,嚴(yán)重者數(shù)日內(nèi)死亡,后來查明,是由于工廠排出的汞污染水體導(dǎo)致,由于靠近水俁市故又稱："水俁病".

鎘是人體必需的微量元素,人體中的鎘主要是從出生后從環(huán)境中攝取并蓄積的金屬.主要蓄積在肝腎內(nèi).鎘主要來自于被污染的土壤和植物,植物的根部對(duì)鎘有特殊的吸收和富集作用,急性鎘中毒為鎘煙霧吸入導(dǎo)致,首先出現(xiàn)呼吸道刺激癥狀、口干、流涕,咽痛等,伴頭昏、頭痛、乏力、寒戰(zhàn)、發(fā)熱等癥狀,嚴(yán)重者導(dǎo)致急性肝壞死或急性腎功能衰竭,慢性中毒主要病變是肺氣腫和腎臟損害.如：日本富山縣神通川流域的"痛痛病",亦稱"骨痛癥".1968年經(jīng)過調(diào)查研究,證實(shí)由于神通川上游一工廠鎘污染了河水、土壤和稻田導(dǎo)致.

鎳是人體必需的微量元素,與人體的酶代謝、血液系統(tǒng)、肝臟細(xì)胞有一定的關(guān)系,正常成人體內(nèi)含鎳6~10mg,成人每天需攝入0.4mg,缺鎳可引起血液系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等疾病.鎳中毒能使細(xì)胞惡變,有致癌作用,可引發(fā)冠心病、過敏性皮損等疾病.

錳是人體必需的微量元素,參與人體糖、脂肪代謝.人體共含錳12~20mg,正常成人每天需要攝入5~10mg,兒童約需0.2~0.3mg.缺錳導(dǎo)致侏儒癥、貧血等疾病.錳含量過高可導(dǎo)致腦血管疾病.慢性錳中毒早期以神經(jīng)衰弱癥候群和自主神經(jīng)功能障礙為主,晚期出現(xiàn)典型的震顫性麻痹癥候群.

鋅是人體必需的微量元素,是構(gòu)成人體多種蛋白質(zhì)必需的元素,鋅對(duì)人體的酶代謝、維生物及人體的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫功能有直接影響,正常成年人體內(nèi)含鋅總量約為2~2.5g,嬰幼兒及兒童生長(zhǎng)發(fā)育迅速,每天約需0.22~1.2mg/kg,成年人每天約需10~15mg,婦女及妊娠期每天約需25mg,缺鋅可導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)性侏儒癥、腸原性肢體皮炎等疾病.空氣、水源、食品被鋅污染,可造成鋅過量進(jìn)入人體,引起鋅中毒.出現(xiàn)腹痛、腹瀉、厭食、昏睡等癥,慢性鋅中毒可導(dǎo)致貧血、高血壓、冠心病等疾病.

據(jù)中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)提供的數(shù)字：2000年我國(guó)生產(chǎn)電池總量170億只,其中出口130億只,但同時(shí)進(jìn)口30余億只,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)量70~80億只.

據(jù)北京市面上有關(guān)管理部門提供的數(shù)字：1998年北京市所消費(fèi)電池總量約2億余只,折合重量約6000余噸.

廢舊電池潛在的污染已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注.我國(guó)是世界上頭號(hào)干電池生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),有資料表明,我國(guó)目前有1400多家電池生產(chǎn)企業(yè),1980年干電池的生產(chǎn)量已超過美國(guó)而躍居世界第一.1998年我國(guó)干電池的生產(chǎn)量達(dá)到140億只,而同年世界干電池的總產(chǎn)量約為300億只.

如此龐大的電池?cái)?shù)量,使得一個(gè)極大的問題暴露出來,那就是如何讓這么多的電池不去破壞污染我們生存的環(huán)境.據(jù)我們調(diào)查,廢舊電池內(nèi)含有大量的重金屬以及廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液.如果隨意丟棄,腐敗的電池會(huì)破壞我們的水源,侵蝕我們賴以生存的莊稼和土地,我們的生存環(huán)境面臨著巨大的威脅.如果一節(jié)一號(hào)電池在地里腐爛,它的有毒物質(zhì)能使一平方米的土地失去使用價(jià)值；扔一粒紐扣電池進(jìn)水里,它其中所含的有毒物質(zhì)會(huì)造成60萬升水體的污染；廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等,其中鎘、鉛、汞是對(duì)人體危害較大的物質(zhì).而鎳、鋅等金屬雖然在一定濃度范圍內(nèi)是有益物質(zhì),但在環(huán)境中超過極限,也將對(duì)人體造成危害.廢舊電池滲出的重金屬會(huì)造成江、河、湖、海等水體的污染,危及水生物的生存和水資源的利用,間接威脅人類的健康.廢酸、廢堿等電解質(zhì)溶液可能污染土地,使土地酸化和鹽堿化,這就如同埋在我們身邊的一顆定時(shí)炸彈.因此,對(duì)廢舊電池的收集與處置非常重要,如果處置不當(dāng),可能對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重危害.隨意丟棄廢舊電池不僅污染環(huán)境,也是一種資源浪費(fèi).有人算了一筆帳以全國(guó)每年生產(chǎn)100億只電池計(jì)算,全年消耗15.6萬噸鋅,22.6萬噸二氧化錳,2080噸銅,2.7萬噸氯化鋅,7.9萬噸氯化銨,4.3萬噸碳棒.

電池一般分為一次性電池和充電電池.主要的一次性電池包括鋅錳電池(含鋅及二氧化錳)、鋅汞電池（含鋅及氧化汞）及鋰電池等幾類.主要的充電電池則包括鎘—鎳、鐵—鎳、鋅—銀、鋅—空氣和鋰—硫化鐵及鉛酸蓄電池等.我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟氖卿\錳電池及鋅汞電池,而使電池造成污染的主要是汞（Hg）和鎘(Cd).

汞的毒性

汞即我們俗稱的“水銀”,是一種常溫下為液體的物質(zhì),可以阻止電池中陰極金屬鋅的氧化,這一作法提高了電池的貯存壽命.因此,早在以前采用的鋅做陰極度的電池幾乎都有一定量的汞做防腐劑.但是汞和汞的化合都具有神經(jīng)毒性,對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng),免疫系統(tǒng)等也有不良影響,它會(huì)引發(fā)人的口齒不清、步態(tài)不穩(wěn)、四肢麻痹,最后導(dǎo)致全身痙攣,精神失常而死.

隨著科技的進(jìn)步,電池開始逐漸實(shí)行低汞化和無汞化,汞的代替品表面活性劑Forafac氟化聚合物,在防止鋅的腐蝕上取得了良好的效果.

長(zhǎng)期以來,我國(guó)在生產(chǎn)干電池時(shí),要加入一種有毒物質(zhì)——汞或汞的化合物.我國(guó)的堿性干電池的汞含量達(dá)1%~5%,中性干電池為0.025%,全國(guó)每年用于生產(chǎn)干電池的汞就達(dá)幾十噸之多.

鎘的毒性

鎘不是人體所必需的痕量元素,新生嬰兒體內(nèi)并沒有鎘,而是隨著年齡的增長(zhǎng),逐漸累積起來的.鎘具有腎毒性,它所致的腎損傷是不可逆的.同時(shí)腎損傷后還可能繼發(fā)骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折.在1993年,國(guó)際抗癌聯(lián)盟就將鎘定為IA級(jí)致癌物.基于以上原因,許多發(fā)達(dá)國(guó)家已建議禁止使用鎘鎳電池而鎳氫電池已取代鎘鎳電池,避免了鎘的使用.而我國(guó)的絕大多數(shù)電池生產(chǎn)企業(yè)仍用鎘作為生產(chǎn)電池的原料,使得電池的危害進(jìn)一步加大.

廢電池雖小,危害卻甚大.但是,由于廢電池污染不象垃圾、空氣和水污染那樣可以憑感官感覺得到,具有很大的隱蔽性,所以沒有得到應(yīng)有的重視.目前,我國(guó)以成為電池生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó),廢電池污染是迫切需要解決的一個(gè)重大環(huán)境問題.

盡管先進(jìn)的科技已給了我們正確的指向,但我國(guó)的電池污染現(xiàn)象仍不容樂觀.目前我國(guó)的大部分廢舊電池混入生活垃圾被一并埋入地下,久而久之,經(jīng)過轉(zhuǎn)化使電池腐爛,重金屬溶出,既可能污染地下水體,又可能污染土壤,一旦種植作物,重金屬則可能在作物中積聚,通過食物鏈而最終影響人體健康.