超载
垃圾分类(图1)的目的就是为了将废弃物分流处理,利用现有的生产制造能力,尽量回收利用它们,尽量减少浪费土地和污染环境的填埋、焚烧、排放等处置方式。
垃圾分类的类别可能各地会略有区分,但是总体是按照是否可回收、回收后处理方式的差异来决定的。这不是依靠惯常的认知来分类,务必要搞清楚差别,我们就以北京为例来看一看具体的分类,特别是可回收物(图2)。
注意,电脑中最大的配件—— 电脑机箱、手机等属于可回收产品,但是笔记本电脑、手机内置的锂电池却不属于可回收垃圾。而是被归入了有害垃圾(图3)哦!
有害垃圾(红色桶)是对身体和环境有害的,如废灯管、水银温度计、过期药品、油漆、化妆品等,需用特殊方法安全处理。需要注意的是,现在生产的1号、5号、7号等干电池是低汞或者无汞电池,所以就不属于有害垃圾了,应投入“其他垃圾”中。但钮扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。
那么在谈及如何处理这些电池之前,我们有必要先认识一下日常使用的电子产品中,这些电池究竟有什么特性。
锂电池通常包括金属锂电池(常见如纽扣电池)和锂离子电池(也就是大家通常所说的锂电池)两类;锂离子电池包括液态锂离子电池(通常说的锂离子电池)和聚合物锂离子电池(图4)。锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用对环境要求非常高。锂离子电池负极是石墨等插层结构材料,电池中是锂离子在正负极移动,因此比锂电池安全很多。锂离子电池和锂聚合物电池之间最明显的区别则是,锂离子电池电解液是液态,聚合物电池的电解质是凝胶或者固态,更安全一些。
锂金属电池是以二氧化锰作为正极材料、用金属锂或合金金属作为负极材料、使用非水解电解质溶液的电池。由于锂金属电池的化学特性太过活泼,因此锂金属电池无论是加工、保存还是使用,对于环境的要求都非常高。我们主板上的“纽扣”电池(图5)就是锂金属电池。
锂离子电池(Lithium battery)
锂离子电池是使用锂合金金属氧化物作为正极材料、使用石墨作为负极材料、使用非水电解质的电池(图6)。锂离子电池具有循环寿命高、比能量大、自放电小、电压高等特点,因而被广泛应用于各类消費类电子产品中,比如手机、平板、笔记本电脑等,锂离子电池在动力汽车领域也发挥着很重要的作用。
聚合物电池(Lithium-ion polymer batteries)
聚合物电池也称锂聚合物电池、高分子锂电池(图7)。它也是锂离子电池的一种,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性等多种明显优势,是一种新型电池。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合各种产品的需要,制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度为0.5mm。 它的标称电压与Li-ion一样也是标称电压 3.7V,没有记忆效应。
除了这些,还有磷酸铁锂之类的电池,多用在高能量需求的汽车(图8)等领域,和我们常用的IT类产品电池不尽相同,这里也就不多说了。
除了刚刚我们提到的具体一点的纽扣类电池(如主板电池),其实在形态上我们也很容易区分锂电池和锂聚合物电池的样子。
18650电池
所谓的18650电池(图9)是锂离子电池尺寸的一种规范,代表的含义是18mm直径、65mm高度,而0代表的是锂电池。根据这个定义,市面上很多锂电池例如26650、21700、20700、18500之类,都是如此定义的。18650的出现时间非常早,形成了一个庞大的产业,例如很多充电宝、USB风扇等等,甚至是不少笔记本电脑都采用18650型电池,这类产品放电性能要求不高,但是要求容量大、续航时间长,而这些都是18650型电池的优势,而且它的成本低廉。
18650电池的电压一般为3.7V,充电电压则是4.2V,最大的充电电压最好不要超过4.3V,否则容易出现危险,这一点非常关键。
目前市场上的聚合物锂电池分为卷绕式(索尼、东芝为代表)、叠片式(TCL、ATL为代表)两种不同结构,但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下(图10)。与液态电池比较,由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜,比钢壳、铝壳更薄,而且生产方式与液态锂电不同,聚合物越薄越好生产,理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化(最薄0.8毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池,为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性,以最大化地优化其产品性能。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命(超过500次)与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
充电宝、更换下来的手机电池、笔记本电池(图11)以及其他锂电池,这些电池在丢弃的时候,强烈建议大家用透明胶带或其他绝缘类产品贴覆所有金属触点,以防止短接断路起火。如果是18650的独立电池,电池两级务必贴上绝缘胶带;如果是锂聚合物电池,一定要注意切勿弯折、用硬物戳电池本身,并且要特别小心鼓包的电池(图12、图13)。另外,最好是用一个纸盒将电池集中包装在一起(图14),并在外面写明是电池,方便回收处理的时候分辨。最后当然就是投放到有害物专门的垃圾桶中,不可随意丢弃到其他分类的垃圾桶。需要注意的是,无汞电池(如常见的1号、5号、7号电池)是不需要丢弃到有害垃圾桶中的。
电池是我们生活中不可或缺的电源来源、储存电能的装置,但是妥善处理这些电池也是非常需要留心的,如果非要总结一下电池的使用及后续处理,可以归纳为一句话“不过冲、不过放,妥善包裹、绝缘处理,丢弃有方”,希望大家也能为自己的安全负责,为我们自己的环境负责。