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廢電池回收的原因范文第1篇

關(guān)鍵詞電動(dòng)汽車(chē)；電池回收；環(huán)境保護(hù)；排隊(duì)論；Anylogic

中圖分類(lèi)號(hào)X705；TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2013）06-0169-08doi：103969/jissn1002-2104201306025

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)成為世界上的汽車(chē)擁有量大國(guó)。根據(jù)公安部的統(tǒng)計(jì)消息，截止到2012年6月底，全國(guó)汽車(chē)保有量為1.14億輛。但是能源緊張和環(huán)境問(wèn)題也隨之而來(lái)：目前，我國(guó)原油對(duì)外依存度接近50%，原油消費(fèi)中一半以上是交通用油；我國(guó)已成為全球第二大CO2排放國(guó)，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明空氣中污染物總量的超過(guò)60%來(lái)自汽車(chē)。中國(guó)走低碳經(jīng)濟(jì)道路就必須大力發(fā)展低碳工業(yè)，電動(dòng)汽車(chē)憑借使用清潔能源和減少排放總量的優(yōu)勢(shì)，成為提高汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，保障能源安全和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的新目標(biāo)。同時(shí)，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》。未來(lái)十年，甚至幾十年內(nèi)將是電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略機(jī)遇期。但是電動(dòng)汽車(chē)（本文指純電動(dòng)汽車(chē)）的發(fā)展也會(huì)面臨一些問(wèn)題，尤其是在電池（本文指鉛酸蓄電池）報(bào)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(fèi)，對(duì)環(huán)境的污染也尤為嚴(yán)重。Wen等指出隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，大量的報(bào)廢蓄電池會(huì)給我們的生活環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力[1]；Zdeněk和Notter等認(rèn)為蓄電池的生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量CO2[2-3]，因此廢舊電池的處理成為發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。而回收廢舊電池可以減少對(duì)金屬能源的開(kāi)采，降低電池的生產(chǎn)成本[4-6]等，同時(shí)鑒于國(guó)家相關(guān)法令、社會(huì)責(zé)任、經(jīng)濟(jì)利益以及人們環(huán)境和資源保護(hù)意識(shí)，合理的廢舊電池回收處理方式就被提上日程。不可否認(rèn)，未來(lái)電池回收利用鏈條將得到強(qiáng)勁地發(fā)展。如何管理好電池回收工作，更重要的是哪些環(huán)節(jié)和因素會(huì)影響電池回收以及它們對(duì)電池回收的影響程度，將成為關(guān)系著未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，乃至環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的重要問(wèn)題。但目前研究也存在一些不足，特別是對(duì)于電池回收影響因素的數(shù)量分析，還缺少系統(tǒng)的的定義和研究，因此，本文基于排隊(duì)論理論，從仿真的角度， 對(duì)電池回收系統(tǒng)中的主要對(duì)象汽車(chē)、電池以及汽車(chē)電池匹配進(jìn)行模擬，應(yīng)用Anylogic仿真平臺(tái)，搭建電動(dòng)汽車(chē)電池回收的排隊(duì)論模型，進(jìn)而研究電池回收問(wèn)題，分析汽車(chē)、電池生產(chǎn)速率，汽車(chē)、電池壽命，電池更新次數(shù)以及電池翻新率等對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池回收整體的影響程度，最后得出相關(guān)政策建議。

宮大慶等：基于排隊(duì)論的電動(dòng)汽車(chē)電池回收建模與仿真研究

中國(guó)人口·資源與環(huán)境2013年第6期

1文獻(xiàn)回顧

隨著電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量的增長(zhǎng)，廢舊電池將大量產(chǎn)生。廢舊電池的回收原因可歸結(jié)為三個(gè)方面：一是保護(hù)環(huán)境。電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)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(huì)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[1-3]；二是節(jié)約資源。使用回收過(guò)的蓄電池材料可減少對(duì)金屬礦產(chǎn)的開(kāi)采，節(jié)約對(duì)金屬礦產(chǎn)的使用[4-5]；三是降低成本。對(duì)回收的蓄電池進(jìn)行充分利用可降低蓄電池的生產(chǎn)成本[6]。

基于電池回收的重要作用，大量文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行了研究。電動(dòng)汽車(chē)電池回收從更大的概念上講，包含在廢舊電子產(chǎn)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(chǎn)品回收面臨類(lèi)似的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的梳理，現(xiàn)有研究主要包括回收過(guò)程研究、回收方法和模式總結(jié)、回收影響因素探索以及回收敏感性分析等。

回收過(guò)程研究是研究的基礎(chǔ)。Ishihara等認(rèn)為鋰電池生命周期主要包括生產(chǎn)、使用、回收和翻新等過(guò)程[7]；鑒于處理、回收、翻新、重新使用組成的電池回收的閉環(huán)物流系統(tǒng)，Kannan等建立了多階段、多周期、多產(chǎn)品的數(shù)學(xué)模型，并且運(yùn)用遺傳算法分析回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性[8]；Hischier等從廢舊電子產(chǎn)品回收角度，運(yùn)用物流分析方法（MFA）和生命周期評(píng)估方法（LCA），評(píng)價(jià)回收過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響[9]。

基于對(duì)回收過(guò)程的分析，會(huì)產(chǎn)生不同的回收方法和模式。Ploog和Spengler等通過(guò)數(shù)學(xué)模型和lingo程序評(píng)價(jià)某種回收模式[10]；Sodhi和Reimer系統(tǒng)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(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，闡述電池回收問(wèn)題[11]；Nagurney和Toyasaki同樣采用數(shù)學(xué)方法論證了廢舊資源、回收者、處理者、消費(fèi)者和需求市場(chǎng)組成的電子產(chǎn)品回收處理模式的可行性[12]。Savaskan等將廢舊產(chǎn)品的回收活動(dòng)分為“制造商自營(yíng)回收”、“零售商負(fù)責(zé)回收”以及“第三方委托回收”三種組織模式，通過(guò)對(duì)這三種分散化模式進(jìn)行比較，認(rèn)為零售商負(fù)責(zé)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(diào)查分析了回收率在電子產(chǎn)品回收中的重要作用[1]；Vyrynen和Salminen運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法指出，隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，提高回收率來(lái)增加電池使用壽命是蓄電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件[14]；進(jìn)而，Sidiquea等基于面板數(shù)據(jù)，分析了影響回收率的因素（消費(fèi)情況/回收工藝/收入狀況/人口特征）[15]。Schaik和Reuter從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)角度分析了產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)回收和環(huán)境的影響[16]。Zackrisson等運(yùn)用生命周期評(píng)估方法，認(rèn)為通過(guò)提高電池技術(shù)來(lái)延長(zhǎng)電池的使用周期，可以減少電池使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的影響[17]。

不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究圍繞廢舊產(chǎn)品回收，從不同角度進(jìn)行了研究和探討，同時(shí)對(duì)影響回收的具體因素分析，特別是這些因素對(duì)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(guān)注。Schiffer等提出了一個(gè)生命周期模型，這個(gè)模型可以比較不同的運(yùn)行條件，不同的系統(tǒng)規(guī)模，不同的電池技術(shù)對(duì)電池壽命的影響[19]。同時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)被引入這種定量分析中，Dyson和Chang應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，研究固體廢棄物產(chǎn)生的不同條件[20]；Georgiadis和Besiou基于閉環(huán)物流思想，建立了廢舊電子產(chǎn)品的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)一步進(jìn)行敏感性分析，討論不同因素對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的影響作用[21]。

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的梳理，本文發(fā)現(xiàn)關(guān)于電池回收的影響因素?cái)?shù)量分析，還缺少統(tǒng)一的定義和研究，同時(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法作為連續(xù)系統(tǒng)建模仿真方法中的一種，適用于面向具體問(wèn)題建模分析， 是一種定性與定量相結(jié)合、系統(tǒng)的方法，該方法的不足之處是對(duì)個(gè)體的同質(zhì)性假設(shè)。因此，本文基于排隊(duì)論理論，從仿真的角度，研究汽車(chē)、電池生產(chǎn)速率，汽車(chē)、電池壽命，電池更新次數(shù)以及電池翻新率等對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池回收整體的影響程度。

2電動(dòng)汽車(chē)電池回收概念模型

本文研究的前提是“零售商負(fù)責(zé)回收”模式以及整體回收方法。電動(dòng)汽車(chē)電池回收模型研究車(chē)和電池匹配行為，分析影響電動(dòng)汽車(chē)電池回收的影響因素（汽車(chē)數(shù)量、汽車(chē)壽命、電池壽命、電池翻新率以及電池更新次數(shù)等），以及這些影響因素對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池回收（報(bào)廢車(chē)比例、報(bào)廢電池比例以及汽車(chē)重復(fù)使用電池比例等）的影響程度等，為行業(yè)政策制定提供參考。本文研究的主體包括電動(dòng)汽車(chē)、電池以及實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)電池匹配的消息模型，根據(jù)資料整理，電動(dòng)汽車(chē)生命周期包括生產(chǎn)、正常行駛、更換電池和汽車(chē)報(bào)廢四種狀態(tài)，電池生命周期則需要經(jīng)過(guò)等待使用、使用中、電池更換、翻新和報(bào)廢一系列循環(huán)過(guò)程，外部環(huán)境考慮的主要是國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)電池回收政策。因此本文設(shè)置的電動(dòng)汽車(chē)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(jiǎn)單排隊(duì)論模型

考慮電動(dòng)汽車(chē)的不同狀態(tài)、電池的一系列循環(huán)過(guò)程以及電動(dòng)汽車(chē)和電池的匹配行為，結(jié)合排隊(duì)論理論的研究過(guò)程，因此本文用排隊(duì)論方法建模。

參照胡運(yùn)權(quán)等[25]，一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程可以看成是一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)中的生滅過(guò)程?！吧北硎酒?chē)或者電池的生產(chǎn)，“滅”表示汽車(chē)或者電池的報(bào)廢。

令N（t）表示t時(shí)刻排隊(duì)系統(tǒng)中的汽車(chē)或者電池?cái)?shù)量。

假設(shè)N（t）=n，（n=0，1，2…）則從時(shí)刻t起到下一個(gè)汽車(chē)或者電池到達(dá)時(shí)刻止的時(shí)間服從參數(shù)為λn的負(fù)指數(shù)分布（或其它分布）。

假設(shè)N（t）=n，（n=0，1，2…）則從時(shí)刻t起到下一個(gè)汽車(chē)或者電池處理完的時(shí)間服從參數(shù)為μn的負(fù)指數(shù)分布（或其它分布）。

當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)后的狀態(tài)分布，記為pn（n=0，1，2…）。

根據(jù)相關(guān)原理，可以求平穩(wěn)狀態(tài)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(chē)或者電池排隊(duì)論模型類(lèi)似于共享資源服務(wù)模型M/M/S/∞，其是指，汽車(chē)或者電池按照一定分布（負(fù)指數(shù)分布）到達(dá)，系統(tǒng)服務(wù)資源數(shù)為S個(gè)（無(wú)窮大）。

則平均服務(wù)隊(duì)長(zhǎng)：

記pn=p（N=n）（n=0，1，2…）為系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)后的隊(duì)長(zhǎng)N的概率分布；

依據(jù)排隊(duì)論可以實(shí)現(xiàn)不同車(chē)和電池的匹配行為，并且報(bào)廢車(chē)數(shù)量、報(bào)廢電池?cái)?shù)量、車(chē)總量以及電池總量等都可以依據(jù)排隊(duì)論的基本結(jié)論，如平均隊(duì)長(zhǎng)等計(jì)算出來(lái)。

4基于Anylogic的仿真模型

依據(jù)概念模型，電動(dòng)汽車(chē)電池回收模型主要包括消息模型、電池模型以及汽車(chē)模型等。文章建模所采用的平臺(tái)為AnyLogic 6 University版，采用的編程語(yǔ)言為Java。

4.1配對(duì)模型

汽車(chē)和電池之間的配對(duì)，需要一定的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，本文使用類(lèi)模式完成，包括汽車(chē)類(lèi)（carID（汽車(chē)ID）、carPD（汽車(chē)生產(chǎn)時(shí)間）、carLT（汽車(chē)生命周期））、電池類(lèi)（batID（電池ID）、round（循環(huán)次數(shù)））以及汽車(chē)電池類(lèi)（carmsg（汽車(chē)類(lèi)信息）、batmsg（電池類(lèi)信息））。類(lèi)模式在保障汽車(chē)、電池相互獨(dú)立情況下，可以實(shí)現(xiàn)電池安裝、電池更換以及汽車(chē)報(bào)廢后的電池處理等行為。

4.2電池模型

電池使用過(guò)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(shù)等。

4.2.1電池壽命

電池在運(yùn)行過(guò)程中，首先會(huì)受到其最大壽命Lifemax的影響，只有當(dāng)Life（battery，batID）≤Lifemax時(shí)候，電池才處于系統(tǒng)循環(huán)中?？紤]電池翻新次數(shù)K（K≥1），因此電池的實(shí)際使用壽命可以擴(kuò)展，即Life（battery，batID）≤K*Lifemax。

4.2.2翻新率

電池在超過(guò)其壽命Lifemax時(shí)候，即Life（battery，batID）>Lifemax，電池通過(guò)經(jīng)銷(xiāo)商回收系統(tǒng)得以翻新重新使用。電池報(bào)廢翻新的分布情況F可以直接影響重新進(jìn)行系統(tǒng)的電池?cái)?shù)量，我們假設(shè)其分布為伯努利分布，即F=Bernoulli（α）其中，α為翻新因子（以下稱(chēng)翻新率），表示回收的電池以α的概率方式進(jìn)行翻新，以1-α的概率方式直接報(bào)廢掉。

4.2.3翻新次數(shù)

同樣，電池在超過(guò)其壽命Lifemax時(shí)候，即Life（battery，batID）>Lifemax，電池可以翻新重新進(jìn)行系統(tǒng)中去。但翻新次數(shù)K有上限M的限制，只有K

4.3電動(dòng)汽車(chē)模型

電池使用過(guò)程中，同樣需要考慮汽車(chē)情況，比如汽車(chē)的需求狀況直接決定電池的產(chǎn)量，汽車(chē)的生命周期影響電池狀態(tài)的變化等。因此用一個(gè)三元組來(lái)表示汽車(chē)：cars（carID，carPopulation，carLife），其中：carID 表示汽車(chē)ID，carPopulation表示汽車(chē)數(shù)量，carLife表示汽車(chē)壽命。

4.3.1汽車(chē)數(shù)量

電池生產(chǎn)量Y的多少，很大程度上取決于汽車(chē)生產(chǎn)的數(shù)量X，即Y=F（X），并且只要能保障汽車(chē)正常運(yùn)行的電池?cái)?shù)量，即是最優(yōu)的電池?cái)?shù)量，即MinY。因此電池?cái)?shù)量不應(yīng)該很多，否則容易造成資源浪費(fèi)，環(huán)境污染，同時(shí)也不能很少，容易引起汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展滯后。

4.3.2汽車(chē)壽命

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

基于上述模型，本文設(shè)置的電動(dòng)汽車(chē)電池回收仿真模型如圖2所示。

在圖2中，汽車(chē)（carManu）和電池（batManu））按照一定的速率生產(chǎn)，分別進(jìn)入排隊(duì)系統(tǒng)（queue和queue1），之后進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)電池組裝階段（combine），組裝好的電動(dòng)汽車(chē)，經(jīng)過(guò)又一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)（queue2）進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)（delayPowerOut），汽車(chē)經(jīng)過(guò)一個(gè)電池生命周期，將逐漸（queue3）進(jìn)入電池更換狀態(tài)（split），待汽車(chē)逐步（queue5）安裝好新的電池后（combine1），只要滿(mǎn)足汽車(chē)壽命要求（selectOutput），電池汽車(chē)開(kāi)始新一輪運(yùn)行（queue2）否則電動(dòng)汽車(chē)將經(jīng)過(guò)排隊(duì)（queue7）、卸下電池（split1）、排隊(duì)（queue8），從而最終報(bào)廢（sink）。在這一排隊(duì)系統(tǒng)中，還有兩條排隊(duì)是同時(shí)進(jìn)行的：其一是，電動(dòng)汽車(chē)更換的電池和分解的電池將同時(shí)得到回收處理（queue4），當(dāng)電池未達(dá)到其翻新次數(shù)上限情況下（selectOutput2），會(huì)以概率的形式（selectOutput1）進(jìn)行翻新處理，重新進(jìn)入排隊(duì)系統(tǒng)（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(dòng)汽車(chē)在安裝新電池開(kāi)始新一輪運(yùn)行情況下，包括兩個(gè)路徑可以選擇（queue6、queue9）。

汽車(chē)和電池之間的配對(duì)，本文基于類(lèi)模式，具體運(yùn)用排隊(duì)形式完成。系統(tǒng)中存在三條隊(duì)，汽車(chē)隊(duì)、電池隊(duì)以及安裝電池后的汽車(chē)電池隊(duì)，通過(guò)三條隊(duì)的合并與分離，如圖1所示，queue，queue5和queue8表示汽車(chē)隊(duì)，queue1，queue4，queue6和queue9代表電池隊(duì)，queue2，queue3和queue7表示汽車(chē)電池隊(duì)，因此汽車(chē)和電池就完成了配對(duì)，電池可以不斷循環(huán)，汽車(chē)可以周而復(fù)始正常運(yùn)行，直至汽車(chē)、電池報(bào)廢。

基于仿真模型，本文進(jìn)一步做仿真實(shí)驗(yàn)分析。

5仿真實(shí)驗(yàn)分析

因?yàn)锳nyLogic 6 University是基于JAVA編寫(xiě)的，仿真程序可以編譯生成Java Applets，支持Web頁(yè)面上運(yùn)行，因此，文章仿真所采用的平臺(tái)為AnyLogic 6 University版。

在AnyLogic 6 University版中新建7個(gè)統(tǒng)計(jì)變量分別統(tǒng)計(jì)汽車(chē)總量、電池總量、報(bào)廢汽車(chē)數(shù)量、報(bào)廢電池?cái)?shù)量、汽車(chē)重復(fù)使用二/三/四次電池?cái)?shù)量，從而度量電動(dòng)汽車(chē)電池回收情況進(jìn)而得到報(bào)廢車(chē)比例、報(bào)廢電池比例以及二/三/四手電池使用比例。

仿真過(guò)程不考慮汽車(chē)電池更換時(shí)間以及電池從翻新到重新使用的時(shí)間，回收率設(shè)為1，其他設(shè)置與說(shuō)明具體見(jiàn)表1。

電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展目前還處于起步階段，相關(guān)數(shù)據(jù)比較少。因此，本文在參考《電動(dòng)汽車(chē)科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》[23]以及《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池行業(yè)深度研究》[24]數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上做模擬仿真研究，仿真研究可以清楚發(fā)現(xiàn)各個(gè)

參量之間的數(shù)量關(guān)系。

5.1仿真實(shí)驗(yàn)

5.1.1仿真實(shí)驗(yàn)1：改變電池生產(chǎn)速率

取模型30次仿真結(jié)果的平均值（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表2）得到圖3-a。

仿真結(jié)果的T檢驗(yàn)（當(dāng)電池生產(chǎn)速率為1，報(bào)廢車(chē)數(shù)量為38，以此為例進(jìn)行T檢驗(yàn)）：

根據(jù)大數(shù)定律，樣本量為30情況下，可以認(rèn)為樣本服從正態(tài)分布。根據(jù)樣本的T檢驗(yàn)置信區(qū)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(tǒng)計(jì)值，α為風(fēng)險(xiǎn)，df為自由度，S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差，n為樣本數(shù)量。

則其置信區(qū)間為[36，39]。說(shuō)明，模型95%的仿真結(jié)果位于區(qū)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(chǎn)速率4的情況下，處在各種變化的分水嶺上，報(bào)廢車(chē)比例會(huì)處于最低點(diǎn)，而報(bào)廢電池比例等其它指標(biāo)情況會(huì)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下；與此同時(shí)，電池速率從1變?yōu)?時(shí)候，對(duì)整體影響較大，報(bào)廢車(chē)比例會(huì)迅速下降約10%，其它指標(biāo)則會(huì)平均增加5%。

5.1.2仿真實(shí)驗(yàn)2：改變電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率

根據(jù)實(shí)驗(yàn)1中1∶4的生產(chǎn)比例（下同），研究汽車(chē)生產(chǎn)速率對(duì)整體的影響程度。取模型30次仿真結(jié)果的平均值，具體見(jiàn)圖3-b（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1）。

從圖3-b可以看出，只要按照電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率：電池生產(chǎn)速率為1∶4比例安排生產(chǎn)，不管電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率如何變化，報(bào)廢車(chē)比例、報(bào)廢電池比例以及重復(fù)使用電池比例都會(huì)處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。

5.1.3仿真實(shí)驗(yàn)3：改變電池壽命

取模型30次仿真結(jié)果的平均值，具體見(jiàn)圖3-c（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1）。

從圖3-c看出，報(bào)廢電池比例和重復(fù)使用電池比例，會(huì)在電池壽命初始階段變化明顯：當(dāng)電池壽命由12個(gè)月增加到24個(gè)月時(shí)候，報(bào)廢電池降低12%左右，重復(fù)使用電池比例則平均降低4%左右；當(dāng)其壽命增加到一定程度時(shí)候，如48、60個(gè)月情況下，各項(xiàng)指標(biāo)雖然仍然處于下降狀態(tài)，但變動(dòng)不明顯。另外，發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象就是，報(bào)廢車(chē)比例會(huì)隨著電池壽命的變化而變化，其實(shí)這只是個(gè)假象。

5.1.4仿真實(shí)驗(yàn)4：改變汽車(chē)壽命

取模型30次仿真結(jié)果的平均值，具體見(jiàn)圖3-d（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1）。

圖3-d可以發(fā)現(xiàn)，以汽車(chē)壽命120個(gè)月為基準(zhǔn)，當(dāng)汽車(chē)壽命變化增加60個(gè)月時(shí)候，報(bào)廢車(chē)比例迅速下降約10%，而當(dāng)汽車(chē)壽命減少60個(gè)月時(shí)候， 報(bào)廢車(chē)比例則會(huì)增加20%之多；另外，報(bào)廢電池比例以及重復(fù)使用電池比例變動(dòng)不明顯。

5.1.5仿真實(shí)驗(yàn)5：改變電池更新次數(shù)

取模型30次仿真結(jié)果的平均值，具體見(jiàn)圖3-e（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1）。

圖3-e發(fā)現(xiàn)，電池更新次數(shù)從1增加到2情況下：報(bào)廢電池比例會(huì)迅速下降15%，隨著電池更新次數(shù)的增加，報(bào)廢電池比例會(huì)緩慢下降，直到更新次數(shù)為4的時(shí)候，報(bào)廢電池比例達(dá)到最低點(diǎn)；三手電池使用比例急劇增加20%左右，但隨著更新次數(shù)增加保持不變。電池更新次數(shù)從2增加到3情況下：四手電池使用比例快速增長(zhǎng)7%左右，也隨著更新次數(shù)增加而保持不變。二手電池使用比例則會(huì)一直維持在50%左右。電池更新次數(shù)對(duì)報(bào)廢車(chē)比例影響較小。

5.1.6仿真實(shí)驗(yàn)6：改變電池翻新率

取模型30次仿真結(jié)果的平均值，具體見(jiàn)圖3-f（其它參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1）。

圖3-f不難看出，當(dāng)翻新率從0.5增加到0.9時(shí)候，報(bào)廢電池比例會(huì)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(shí)，報(bào)廢車(chē)的比例幾乎沒(méi)有發(fā)生變化。

5.2仿真結(jié)論

從以上仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電池和電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率、電池壽命、汽車(chē)壽命、電池翻新次數(shù)以及電池翻新率等因素對(duì)報(bào)廢車(chē)比例、報(bào)廢電池比例以及汽車(chē)重復(fù)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(chǎn)速率

實(shí)驗(yàn)1發(fā)現(xiàn)，電池生產(chǎn)速率4的情況為最優(yōu)生產(chǎn)比例，因?yàn)殡姵厣a(chǎn)速率4的情況下的報(bào)廢車(chē)比例則會(huì)處于最低位，同時(shí)報(bào)廢電池比例也不會(huì)出現(xiàn)高位的情況。電池生產(chǎn)速率在區(qū)間[1，2]變化對(duì)仿真結(jié)果的影響相對(duì)較大，分析原因是：電池生產(chǎn)速率對(duì)仿真結(jié)果的影響程度，會(huì)受到電池和汽車(chē)的相對(duì)壽命RL的約束（RL= Life（car，carID）） / Life（battery，batID）。在一個(gè)汽車(chē)生命周期內(nèi)，RL越大（電池翻新次數(shù)固定），電池循環(huán)使用的次數(shù)越多，電池生產(chǎn)速率對(duì)仿真結(jié)果影響越大；反之，則反之。同時(shí)隨著電池生產(chǎn)速率的持續(xù)增加，各項(xiàng)仿真結(jié)果變化不大，其原因也是電池和汽車(chē)的相對(duì)壽命RL的影響，此時(shí)RL=1。

5.2.2電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率

實(shí)驗(yàn)2的前提是，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率與電池生產(chǎn)速率按照1∶4，2∶8，5∶20，10∶40以及20∶80的比例進(jìn)行生產(chǎn)，由此導(dǎo)致結(jié)果的一致性，這樣說(shuō)明模型是可信的。

5.2.3電池壽命

從實(shí)驗(yàn)3可以看出，報(bào)廢車(chē)的數(shù)量基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，也說(shuō)明了系統(tǒng)的可信性；電池壽命在區(qū)間[12，24][24，36]之間變化對(duì)仿真結(jié)果影響較大，分析原因也是電池和汽車(chē)的相對(duì)壽命RL的影響；報(bào)廢車(chē)比例會(huì)隨著電池壽命的變化而變化，原因是排隊(duì)現(xiàn)象的產(chǎn)生，而排隊(duì)情況的發(fā)生則根源來(lái)自于電池和汽車(chē)的相對(duì)壽命RL，當(dāng)RL比較大時(shí)，需要大量的電池，RL比較小時(shí)，則需要少量的電池，本實(shí)驗(yàn)中報(bào)廢車(chē)的數(shù)量是確定的，而排隊(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的車(chē)會(huì)隨著電池壽命的不斷增加而逐漸減少，由此導(dǎo)致報(bào)廢車(chē)比例出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

5.2.4汽車(chē)壽命

從實(shí)驗(yàn)4中可以看出電池的各種指標(biāo)數(shù)值基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，同樣說(shuō)明了系統(tǒng)的可信性；相對(duì)于區(qū)間[120，180]，區(qū)間[60，120]對(duì)電池各項(xiàng)指標(biāo)影響稍微大一些，從絕對(duì)數(shù)量上看，后者對(duì)仿真結(jié)果的影響會(huì)更加明顯，其原因與實(shí)驗(yàn)1和3相同，汽車(chē)壽命對(duì)仿真結(jié)果的影響同樣受到電池和汽車(chē)的相對(duì)壽命RL的約束；另外從仿真結(jié)果還可發(fā)現(xiàn)，報(bào)廢汽車(chē)數(shù)量及其比例直接受汽車(chē)壽命的影響。

5.2.5電池更新次數(shù)

實(shí)驗(yàn)5中，汽車(chē)的各種指標(biāo)數(shù)值基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，同樣說(shuō)明了系統(tǒng)的可信性；對(duì)于電池更新次數(shù)在區(qū)間[1，2]變化時(shí)，報(bào)廢電池比例變化比較明顯的原因同樣是電池與汽車(chē)的相對(duì)壽命RL的影響；另外從仿真結(jié)果還可發(fā)現(xiàn)，電池更新次數(shù)越多，報(bào)廢電池比例都會(huì)不同程度降低，綜合考慮各種情況以及本實(shí)驗(yàn)的條件，當(dāng)更新次數(shù)為4的情況下，系統(tǒng)處于最優(yōu)狀態(tài)。

5.2.6電池翻新率

實(shí)驗(yàn)6中，汽車(chē)的各種指標(biāo)數(shù)值同樣處于穩(wěn)定狀態(tài)，也說(shuō)明了系統(tǒng)的可信性；同時(shí)從仿真結(jié)果總結(jié)出，電池翻新率對(duì)仿真結(jié)果的影響是數(shù)量級(jí)的，同時(shí)，隨著翻新率的提高，這樣影響會(huì)越來(lái)越大。

6研究結(jié)論

傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境保護(hù)，都提出了嚴(yán)俊挑戰(zhàn)，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)是提升汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、保障能源安全和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑。但是，隨著電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將來(lái)會(huì)產(chǎn)生大量電池，如何去回收處理電池必將是一個(gè)人們遲早要面對(duì)的問(wèn)題，這就要求人們從總體上把握電池回收的機(jī)制，清楚哪些因素會(huì)影響電池回收以及這些因素對(duì)回收的影響程度等。

本文基于排隊(duì)論，應(yīng)用Anylogic仿真平臺(tái)研究電池回收問(wèn)題。研究得出了許多重要結(jié)論，如電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)速率與電池生產(chǎn)速率生產(chǎn)比例應(yīng)為1∶4；電池更新次數(shù)為4次等。因此，人們需要：

（1）在實(shí)際生產(chǎn)中，我們應(yīng)該按照電動(dòng)汽車(chē)、電池生產(chǎn)比例進(jìn)行生產(chǎn)，這樣既可以減少報(bào)廢電池和報(bào)廢車(chē)的比例，更重要的是可以增加循環(huán)使用的電池?cái)?shù)量及其比例，節(jié)省資源和保護(hù)環(huán)境；根據(jù)電池和電池汽車(chē)相對(duì)壽命情況，合理安排電動(dòng)汽車(chē)和電池的生產(chǎn)速率，科學(xué)計(jì)算電池翻新次數(shù)等問(wèn)題。

（2）在可以延長(zhǎng)電池壽命的情況下，應(yīng)該大力提倡這種技術(shù)，從根源上解決廢舊電池的污染回收問(wèn)題，節(jié)省生產(chǎn)電池的材料成本。但同時(shí)我們要衡量技術(shù)的投入產(chǎn)出問(wèn)題，在不能延長(zhǎng)電池壽命情況下，可以增加汽車(chē)重復(fù)使用電池比例，這樣也可以減少電池生產(chǎn)量。只有對(duì)技術(shù)的投入產(chǎn)出做出準(zhǔn)確度量，才能提供電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。汽車(chē)壽命面臨同樣的問(wèn)題。

（3）在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，應(yīng)該大力發(fā)展電池翻新技術(shù)，最大程度的實(shí)現(xiàn)電池的重復(fù)利用，節(jié)省材料投入，保護(hù)環(huán)境。

總之，本文的相關(guān)研究結(jié)論可以幫助人們?cè)诎l(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)同時(shí)，清楚哪些環(huán)節(jié)，哪些因素對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池回收工作影響深遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(yè)的發(fā)展，廢舊電池的回收處理無(wú)論是從資源循環(huán)利用方面還是從保護(hù)環(huán)境及人類(lèi)健康方面來(lái)說(shuō)都有重要意義。開(kāi)發(fā)廢舊電池回收處理技術(shù)刻不容緩，需要加深對(duì)其研究和了解，從而使廢舊電池的回收處理系統(tǒng)化、規(guī)范化、科學(xué)化，從根本上解決廢舊電池污染環(huán)境的問(wèn)題。針對(duì)這一現(xiàn)象，文章從廢舊電池的危害和我國(guó)廢舊電池的回收狀況入手，分析了我國(guó)廢舊電池的回收處理面臨的主要問(wèn)題，并從政府、企業(yè)和個(gè)人的角度探討了可能的解決方案。

【關(guān)鍵詞】回收 廢舊電池 現(xiàn)狀 對(duì)策

1.廢舊電池的危害

廢舊電池?zé)o論是對(duì)人體本身還是對(duì)周邊的環(huán)境的污染都是不可估計(jì)的。無(wú)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(xué)物質(zhì)。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(huì)隨滲液一起流出，造成對(duì)土壤、水的再污染。這種污染對(duì)人類(lèi)健康的危害極大。

2.我國(guó)廢舊電池回收中存在的問(wèn)題

2.1我國(guó)的法律體制不健全。長(zhǎng)期以來(lái)，由于我國(guó)缺乏廢電池回收的相關(guān)法律體制，使得生產(chǎn)者、使用者和管理者之間各自應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任仍不明確。其回收利用的過(guò)程必然會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。一些不正規(guī)的小企業(yè)由于缺乏必要的技術(shù)支持和處理設(shè)備，不但很難有效回收利用， 反而還會(huì)造成更為嚴(yán)重的二次污染。

2.2我國(guó)的回收體系缺乏系統(tǒng)化。我國(guó)的廢舊電池回收網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)分散，個(gè)體從業(yè)人員走街穿巷回收為主，還包括廢舊電池經(jīng)營(yíng)企業(yè)直接回收、生產(chǎn)廠家通過(guò)以舊換新回、環(huán)保部門(mén)從生活垃圾中回收等。目前廢舊電池的回收網(wǎng)絡(luò)基本上是組織、個(gè)人自發(fā)編織而成的，雖宣傳力度較大，但是個(gè)人的能力所限， 形成不了規(guī)模， 經(jīng)過(guò)幾年的努力，收集的數(shù)量也僅僅是銷(xiāo)售量的滄海一粟。

2.3企業(yè)的回收處理技術(shù)不夠完善，各種經(jīng)濟(jì)因素制約著廢舊電池處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于宣傳教育力度不夠， 居民對(duì)于廢舊電池的危害缺乏認(rèn)識(shí)， 環(huán)保意識(shí)淡薄， 不能積極主動(dòng) 的參與廢舊電池回收處理。人們?cè)谫?gòu)買(mǎi)電池時(shí)也 并不考慮其是否符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。很多設(shè)置的廢舊 電池回收箱， 被當(dāng)作垃圾箱， 形同虛設(shè)。

3.我國(guó)廢舊電池回收的合理化措施

3.1針對(duì)政府的措施。我國(guó)政府應(yīng)通過(guò)立法并制定實(shí)施細(xì)則，強(qiáng)制規(guī)定廢舊電池必須回收， 禁止隨意丟入生活垃圾中，對(duì)積極參與回收利用的科研單位和企業(yè)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(chǎn)品的優(yōu)先推廣。其次，國(guó)家應(yīng)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(mén)，制定回收再生利用實(shí)施細(xì)則，構(gòu)建一套完善有效的回收網(wǎng)絡(luò)體系。

3.2針對(duì)地方政府和行業(yè)協(xié)會(huì)的措施。針對(duì)地方政府和行業(yè)協(xié)會(huì)的措施各地政府可以根據(jù)地方的不同制定與其相適。可以允許相應(yīng)的行業(yè)協(xié)會(huì)成立，進(jìn)行更為全面，更為專(zhuān)業(yè)的管理。這樣就可以對(duì)具體的措施進(jìn)行運(yùn)用到最好，可以將回收的意識(shí)更好的傳給群眾，同時(shí)也可以將企業(yè)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(dòng)、強(qiáng)行標(biāo)識(shí)等多種形式，宣傳廢舊電池對(duì)人類(lèi)健康和自然環(huán)境的危害及回收利用的意義。動(dòng)員全社會(huì)的一切力量，使更多的人樹(shù)立 廢舊電池必須回收利用的觀念，從而自覺(jué)參與回收活動(dòng)。

3.3針對(duì)企業(yè)的措施。制造企業(yè)是產(chǎn)品的生產(chǎn)者，它在回收物流合理化中是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果能解決好制造企業(yè)的問(wèn)題，就能促使回收物流的合理化。生產(chǎn)或制造商品企業(yè)的生產(chǎn)原料可采用原物 料、再生物料，制造過(guò)程中采用可再用的工具或器械，生產(chǎn)過(guò)程剩余的廢棄品或物料可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁Y源回收，并在生產(chǎn)時(shí)就要注意到產(chǎn)品的回收問(wèn)題，盡量做到綠色生產(chǎn)， 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(yè)承擔(dān)廢舊家電回收利用的責(zé)任。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的一些科研單位和企業(yè)也已經(jīng)研發(fā)出來(lái)相關(guān)的技術(shù)，如河南省新鄉(xiāng)電池廠已經(jīng)有科技人員設(shè)計(jì)出了廢舊電池回收再利用的成套技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備；遼寧省鞍山市開(kāi)發(fā)成功了廢舊電池回收再生資源及無(wú)害化處理工藝，這些技術(shù)完全可以互相借鑒，擇優(yōu)推廣。

3.4針對(duì)公眾的措施。應(yīng)增強(qiáng)家電用戶(hù)的環(huán)保意識(shí)，使其認(rèn)識(shí)到隨便丟棄廢舊電池的危害性。既造成環(huán)境污染，又造成資源的浪費(fèi)。消費(fèi)者從一定程度上影響著制造企業(yè)在原料選擇和制造方式中的取向，如果對(duì)消費(fèi)者的購(gòu)物意向能進(jìn)行合理引導(dǎo)， 也是為我國(guó)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(fèi)者還可采用正確的廢棄物分類(lèi)，一方面可增 加資源的復(fù)生效率， 另一方面也可減少?gòu)U棄物對(duì) 于環(huán)境的污染。除此之外，公眾要加強(qiáng)自我的回收意識(shí)，要注意廢棄物的分類(lèi)，這樣便于廢棄物的再轉(zhuǎn)手處理，便于分類(lèi)和回收再利用。只要大家一起努力，肯定會(huì)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(huì)那么大了，我們的人體的傷害會(huì)變得很小再者環(huán)境也會(huì)受到保護(hù)。

3.5實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，打造資源節(jié)約型社會(huì)是歷史的必然選擇

首先，從保護(hù)環(huán)境角度講，即便到了一次性干電池都已實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化，廢舊電池的循環(huán)再利用也必須堅(jiān)持做好。更何況目前電池?zé)o汞化進(jìn)程并不樂(lè)觀，規(guī)模較大的電池生產(chǎn)企業(yè)能做到低汞、無(wú)汞化，而大量小企業(yè)由于資金、技術(shù)、成本等原因，其生產(chǎn)的電池仍存在高汞現(xiàn)象。

其次，從節(jié)約資源的角度講，更要作好回收處理工作。有統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)每年用于生產(chǎn)干電池要消耗鋅12萬(wàn)t；二氧化錳20萬(wàn)；銅2萬(wàn)t；汞數(shù)十噸，還有相當(dāng)多的氯 化鋅、石墨、瀝青、不銹鋼等，這些資源需要經(jīng)過(guò)采礦、選礦、冶煉等過(guò)程獲得。大量一次性廢舊電池不回收，不但污染環(huán)境，還浪費(fèi)了寶貴的金屬資源，這些都是不可再生資源，這不符合科學(xué)發(fā)展觀要求。目前我國(guó)資源、能源短缺日趨嚴(yán)重，環(huán)境污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻，搞好廢舊電池的回收處理，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，打造Y源節(jié)約型社會(huì)的必然選擇。發(fā)達(dá)國(guó)家在廢舊電池回收利用方面已有很多成功經(jīng)驗(yàn)和模式可予借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧志新.中小外貿(mào)企業(yè)服務(wù)外包模式探索[J].特區(qū)經(jīng)濟(jì)，2012

[2]劉娟.小額跨境外貿(mào)電子商務(wù)的興起與發(fā)展問(wèn)題探討―后金融危機(jī)時(shí)代的電子商務(wù)及物流服務(wù)創(chuàng)新[J].對(duì)外經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù)，2012

廢電池回收的原因范文第3篇

Pb+PbO2+2H2SO4充電放電2PbSO4+2H2O，寫(xiě)出放電時(shí)的電極反應(yīng)。

解析鉛蓄電池放電是一個(gè)原電池，還原劑Pb在負(fù)極上失去電子，產(chǎn)物為PbSO4，氧化劑PbO2在正極上得電子，產(chǎn)物是PbSO4及H2O。

負(fù)極：Pb+SO2-4-2e-PbSO4

正極：PbO2+4H++SO2-4+2e-

PbSO4+2H2O兩個(gè)電極反應(yīng)相加可以得到總反應(yīng)式。

例2某堿性蓄電池充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：

Fe+NiO2+2H2O充電放電Fe（OH）2+Ni（OH）2，寫(xiě)出放電時(shí)的負(fù)極和充電時(shí)的陰極反應(yīng)。

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

產(chǎn)物是Fe（OH）2，OH-參與負(fù)極反應(yīng)，即負(fù)極：

Fe+2OH--2e-Fe（OH）2。

充電時(shí)是電解池，反應(yīng)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(chǎn)物為Fe，即陰極：Fe（OH）2+2e-Fe+2OH-。

在堿性電池中，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式時(shí)，不能出現(xiàn)H+。

例3幾年前我國(guó)首創(chuàng)的以Al―空氣―海水電池作為新型海水標(biāo)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(chǎn)生電流，只要把這種燈放入海水?dāng)?shù)分鐘，就可發(fā)出耀眼

的光，其能量比干電池高20倍～50倍。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)

知識(shí)推測(cè)這種新型電池兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)。

解析原電池是由活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極及與兩極相接觸的電解質(zhì)溶液構(gòu)成。該海水電池負(fù)極顯然為不斷氧化的Al，電解質(zhì)溶液為海水，正極材料應(yīng)為具有導(dǎo)電性和活動(dòng)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(fù)極：Al-3e-Al3+

正極：O2+2H2O+4e-4OH

-

例4熔融鹽燃料電池具有高發(fā)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?xì)?，制得?50℃下工作的燃燒電池，陽(yáng)極反應(yīng)式為：2CO+

2CO2-3

4CO2+4e-。則陰極反應(yīng)式為

；總電池反應(yīng)式為。

解析原電池的負(fù)極即為陽(yáng)極，正極即陰極，電池工作時(shí)是以CO為燃?xì)猓ㄟ€原劑），空氣、CO2的混合氣為助燃?xì)?，顯然空氣中O2為氧化劑。因此總反應(yīng)式為：2CO+O2

2CO2，

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

2CO2-3。

例5（2015年新課標(biāo)全國(guó)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?chē)怯商挤?、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示：

回答下列問(wèn)題：

（1）該電池的正極反應(yīng)式為，電池反應(yīng)的離子方程式為。

（2）維持電流強(qiáng)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(guò)濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過(guò)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(jiǎn)便的方法是，其原理是。

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

H2O2后果是，原因是。

解析（1）該電池為酸性電池，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：MnO2+H++e-MnOOH；電池反應(yīng)為Zn與MnO2在酸性條件下的反應(yīng)，生成Zn2+和MnOOH。即應(yīng)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(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為15096500mol，1mol Zn失去2 mol電子，則此過(guò)程中消耗鋅的質(zhì)量m（Zn）=65×12×15096500g=0.05 g。即應(yīng)填：0.05。

（3）從表1數(shù)據(jù)看出，相同溫度下，ZnCl2的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NH4Cl的溶解度，則可采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法分離二者。即應(yīng)順填：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；碳粉，MnOOH；空氣中加熱；碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2。

廢電池回收的原因范文第4篇

活動(dòng)目標(biāo)

1　在操作中感知電動(dòng)玩具的共同特征――有電源才會(huì)動(dòng)。

2　初步了解正確使用電池的方法。

3　進(jìn)一步激發(fā)對(duì)電動(dòng)玩具的好奇心，發(fā)展探索的興趣。

活動(dòng)準(zhǔn)備

孩子自帶一種或兩種電動(dòng)玩具，各種型號(hào)的電池若干，受潮的電池5～6節(jié)，廢電池若干，大盤(pán)子五個(gè)，安裝電路圖一張，電動(dòng)霸王龍一只，關(guān)于電池污染環(huán)境的報(bào)道，廢舊電池回收箱一只，小恐龍粘紙若干。

活動(dòng)過(guò)程

一、師：教室里有這么多電動(dòng)玩具，我們來(lái)開(kāi)一個(gè)電動(dòng)玩具運(yùn)動(dòng)會(huì)吧。

1　幼兒各自選一個(gè)電動(dòng)玩具，讓它動(dòng)起來(lái)。

設(shè)問(wèn)：你的玩具動(dòng)起來(lái)了嗎?你是怎樣讓它動(dòng)起來(lái)的?(幼兒自由回答)

2　出現(xiàn)問(wèn)題：許多小朋友說(shuō)打開(kāi)開(kāi)關(guān)就動(dòng)起來(lái)了，可是為什么有些小朋友的電動(dòng)玩具開(kāi)關(guān)打開(kāi)了還是沒(méi)有動(dòng)起來(lái)?

3　解決問(wèn)題：使不動(dòng)的玩具動(dòng)起來(lái)。

(1)打開(kāi)下面的“肚子”看看里面有什么?(有的有兩節(jié)電池，有的只有一節(jié)電池，還有的沒(méi)有電池)得出結(jié)論1：有兩節(jié)電池的一打開(kāi)開(kāi)關(guān)玩具就動(dòng)了。

(2)少了一節(jié)電池怎么辦?(幼：再裝上一節(jié))

(3)有了兩節(jié)電池還是不會(huì)動(dòng)，為什么呢?(幼：電池的大小不一樣。)得出結(jié)論2：裝上兩節(jié)一樣大小的電池，打開(kāi)開(kāi)關(guān)玩具就會(huì)動(dòng)了。

二、師：運(yùn)動(dòng)會(huì)真熱鬧，吸引了另外一些電動(dòng)玩具來(lái)參加運(yùn)動(dòng)會(huì)。請(qǐng)小朋友也幫它們動(dòng)起來(lái)。

1　幼兒分組操作教師投放的玩具。

2　出現(xiàn)問(wèn)題：有的會(huì)動(dòng)，有的又不會(huì)動(dòng)了，為什么呢?

3　探索問(wèn)題：打開(kāi)“肚子”看一看，都有兩節(jié)相同的電池，為什么有的會(huì)動(dòng)，有的不會(huì)動(dòng)?

4　比較電池的安裝方法：方向不一樣。

5　解決問(wèn)題：學(xué)習(xí)正確安裝電池的方法。

(1)幼兒自由發(fā)表意見(jiàn)。

(2)出示電路圖：平平的尾巴對(duì)著彈簧，突出的嘴巴對(duì)準(zhǔn)平平的尾巴。

(3)幼兒對(duì)不會(huì)動(dòng)的玩具進(jìn)行改裝，理解正確的安裝方法。

6　玩具總動(dòng)員――正確操作電動(dòng)玩具。

三、師：熱鬧的運(yùn)動(dòng)會(huì)引來(lái)了霸王龍，誰(shuí)來(lái)幫它動(dòng)起來(lái)?

1　出現(xiàn)問(wèn)題：裝對(duì)了電池，打開(kāi)了開(kāi)關(guān)還是不會(huì)動(dòng)，為什么?(幼：電池有皺紋)師：我看見(jiàn)有人把電池掉在地上，拖地時(shí)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(hù)電池不受潮。

4　師：怎樣愛(ài)護(hù)電池?(幼：不用的時(shí)候關(guān)掉，節(jié)約電源；不讓電池受潮；不摔電動(dòng)玩具……)

5　師：我還有一個(gè)好辦法，不用時(shí)拿出電池存放到瓶子里，可以延長(zhǎng)電池的壽命。

四　師：換上新電池，霸王龍真的動(dòng)起來(lái)了。它帶來(lái)了許多小獎(jiǎng)品，想搞個(gè)有獎(jiǎng)競(jìng)猜，誰(shuí)來(lái)回答?

1　問(wèn)題：廢舊的電池怎么處理比較好?(幼兒自由回答，并當(dāng)場(chǎng)獎(jiǎng)勵(lì)恐龍粘紙)

2　請(qǐng)幼兒聽(tīng)一聽(tīng)《錢(qián)江晚報(bào)》上的報(bào)道《從身邊做起――收集廢舊電池》。

3　出示環(huán)?；厥障?，請(qǐng)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(guān)鍵詞]防爆蓄電池 主要危害因素 應(yīng)對(duì)措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TD64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）21-0335-01

1 引言

目前井下蓄電池車(chē)輛動(dòng)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(guò)程中涉及到鉛中毒、易燃、易爆等危險(xiǎn)特性，因而確保鉛酸蓄電池的安全生產(chǎn)十分重要。目前，鉛酸蓄電池已被列入《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》，我國(guó)也一直重視鉛酸蓄電池的安全生產(chǎn)，加強(qiáng)了對(duì)蓄電池生產(chǎn)裝配的安全防范措施，制定了《鉛作業(yè)安全生生規(guī)程》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

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(jīng)成為目前社會(huì)最為關(guān)注的環(huán)保焦點(diǎn)之一。國(guó)家環(huán)?？偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司有關(guān)人士認(rèn)為，隨著我國(guó)電池的種類(lèi)、生產(chǎn)量和使用量的不斷擴(kuò)大，廢舊電池的數(shù)量和種類(lèi)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(zhì)溶液，對(duì)人體及生態(tài)環(huán)境有不同程度的危害。據(jù)了解，其中對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境危害較大、列入危險(xiǎn)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(guān)資料顯示，一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使1平方米的土壤永久失去利用價(jià)值；一粒紐扣電池可使600噸水受到污染，相當(dāng)于一個(gè)人一生的飲水量。

人體一旦吸收這些重金屬以后，會(huì)出現(xiàn)哪些病癥呢？據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，汞是一種毒性很強(qiáng)的重金屬，對(duì)人體中樞神經(jīng)的破壞力很大。目前我國(guó)生產(chǎn)的含汞堿性干電池的汞含量達(dá)1%-5%，中性干電池的汞含量為0.025%，我國(guó)電池生產(chǎn)消耗的汞每年就達(dá)幾十噸之多。鎘在人體內(nèi)極易引起慢性中毒，主要病癥是肺氣腫、骨質(zhì)軟化、貧血，很可能使人體癱瘓。而鉛進(jìn)入人體后最難排泄，它干擾腎功能。

專(zhuān)家們認(rèn)為，由于電池污染具有周期長(zhǎng)、隱蔽性大等特點(diǎn)，其潛在危害相當(dāng)嚴(yán)重，處理不當(dāng)還會(huì)造成二次污染。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)一些職工在回收鉛酸蓄電池中的鉛時(shí)，因?yàn)榛厥仗幚聿划?dāng)，把含有鉛和硫酸的廢液倒掉，不僅造成了鉛中毒，而且使當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物無(wú)法生長(zhǎng)。如何及時(shí)安全地回收和處理廢電池，已日益突出地?cái)[在人們面前。

2.2 防爆蓄電池裝配過(guò)程中的主要危害因素分析

鉛酸蓄電池裝配過(guò)程中可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)、危害主要是中毒、火災(zāi)、爆炸，以及高溫灼燙、機(jī)械傷害、腐蝕傷害等。限于篇幅，僅對(duì)中毒、火災(zāi)和爆炸3種因素進(jìn)行分析。

稱(chēng)片、包片區(qū)，存在著大量的鉛塵，屬于鉛的重污染區(qū)，易發(fā)生慢性鉛中毒。鉛中毒對(duì)人體的危害主要集中在消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，在蓄電池廠工作的操作工患職業(yè)性慢性鉛中毒的比例高達(dá)25%～30%。更為嚴(yán)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(yīng)，甚至周邊許多兒童也出現(xiàn)了鉛中毒的反應(yīng)。

引起中毒事故的原因主要有廠區(qū)內(nèi)缺乏必要的排風(fēng)環(huán)保設(shè)備，有的廠家雖然有，但是工作期間不開(kāi)啟，形同虛設(shè)，工人缺少必要的勞保用品以及工人的自我保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)等。稱(chēng)片、 包片是引起鉛中毒的重點(diǎn)部位，必須有完善的防護(hù)措施和排風(fēng)系統(tǒng)。

根據(jù)工藝要求，焊接區(qū)使用的乙炔、液化石油氣火災(zāi)危險(xiǎn)為甲類(lèi)，氧氣火災(zāi)危險(xiǎn)為乙類(lèi)。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(chǎn)過(guò)程中最大危險(xiǎn)因素是火災(zāi)和爆炸，如果在焊接極群和極柱過(guò)程中操作不當(dāng)，劇烈碰撞或離明火過(guò)近，溫度太高等都可能引起火災(zāi)、爆炸。

根據(jù)鉛酸蓄電池工作原理，鉛酸蓄電正極活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極活性物質(zhì)是海綿鉛，電解液是稀硫酸溶液，當(dāng)充電到70%～80%電量時(shí)，正極開(kāi)始產(chǎn)生氧氣，當(dāng)充電基本完成約90%時(shí)，負(fù)極開(kāi)始產(chǎn)生氫氣。氫氣是易燃易爆的甲類(lèi)物質(zhì)，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(nèi)氫氣濃度極易達(dá)到爆炸極限，一遇火源就會(huì)生產(chǎn)燃爆。

3 安全預(yù)防措施與建議

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

（1）廠址選擇與周?chē)用窦肮苍O(shè)施保持必要的安全防護(hù)距離，同時(shí)必須滿(mǎn)足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，《鉛作業(yè)安全衛(wèi)生規(guī)程》，《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《使用有毒物品作業(yè)場(chǎng)所勞動(dòng)保護(hù)條例》的要求。

（2）在作業(yè)前盡可能先將操作環(huán)境濕潤(rùn)，防止鉛塵飛揚(yáng)；作業(yè)時(shí)工人除穿戴相應(yīng)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(fēng)設(shè)施；操作臺(tái)上清出的鉛粉塵，必須放置在專(zhuān)用容器內(nèi)，不得與其他垃圾等堆放在一起；作業(yè)后，工人必須洗澡，并將工作服和防塵口罩在廠內(nèi)集中洗滌；同時(shí)作業(yè)場(chǎng)所所應(yīng)禁止吸煙，飲食等；班中喝水前必須洗手，洗臉及漱口，嚴(yán)禁穿工作服進(jìn)食堂，出廠。

此外，為防止雜質(zhì)侵入和水分蒸發(fā)，采用了僅有極樁外露的全封閉式外殼。

為防止蓄電池?fù)p壞和爆炸，在密封式殼體上設(shè)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(nèi)。為有效防止外來(lái)火花造成危害，在其內(nèi)部還裝有火花捕捉器。

免維護(hù)蓄電池的工作原理與普通鉛蓄電池相同。放電時(shí)，正極板上的二氧化鉛和負(fù)極板上的海綿狀鉛與電解液內(nèi)的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛和水，硫酸鉛分別沉積在正、負(fù)極板上，而水則留在電解液內(nèi)；充電時(shí)，正、負(fù)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(shí)，其充電電流除了用來(lái)使正、負(fù)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(nèi)產(chǎn)生根多氣泡。特別是充電終了時(shí)產(chǎn)生和外逸的氣泡就更多，從而造成電解液內(nèi)水分大量散失。

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

由此可見(jiàn)，免維護(hù)蓄電池在過(guò)充電時(shí)，其負(fù)極板上的硫酸鉛永遠(yuǎn)不會(huì)消失，即負(fù)極板上不會(huì)產(chǎn)生氫氣。即從理論上講，免維護(hù)蓄電池即使在過(guò)充電時(shí)，其電解液中的水也不會(huì)散失。

（3）車(chē)間內(nèi)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(dú)存放。存放處應(yīng)在生產(chǎn)車(chē)間外墻處用磚墻和預(yù)制板砌兩間作為石油液化氣和氧氣的中間倉(cāng)庫(kù)，選用下端帶百頁(yè)窗的門(mén)，兩側(cè)墻留通風(fēng)口，并安裝鋼絲網(wǎng)，保持良好的通風(fēng)。門(mén)開(kāi)在車(chē)間外面，并在醒目位置貼上禁止明火和吸煙的標(biāo)志。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，該存放處只能作為車(chē)間中間庫(kù)房，且乙炔的存放數(shù)量不應(yīng)超過(guò)25m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），。液化石油氣的存放數(shù)量不應(yīng)超過(guò)50m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）。氧氣和乙炔的保管和使用要設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁超壓使用和人為加熱氣瓶，嚴(yán)禁用帶油污的手套開(kāi)啟氧氣瓶閥門(mén)；操作人員作業(yè)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(jié)處。

（4）充電區(qū)應(yīng)保持良好的通風(fēng)，必要時(shí)應(yīng)增加防爆型通風(fēng)設(shè)備，同時(shí)設(shè)置可燃?xì)怏w濃度檢漏報(bào)警裝置，并達(dá)到《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求。充電區(qū)不準(zhǔn)使用不防爆的電器設(shè)備（如開(kāi)關(guān)、插座、熔斷及燈具等），嚴(yán)禁在充電區(qū)吸煙，用明火照明或取暖；不準(zhǔn)在室內(nèi)動(dòng)火作業(yè)。室內(nèi)各電氣線(xiàn)路應(yīng)穿管敷設(shè)，電氣連接處應(yīng)接觸良好、牢靠，不得松動(dòng)，避免產(chǎn)生火花放電。不冷穿化纖服裝進(jìn)入充電區(qū)，以免摩擦產(chǎn)生放電。

4 結(jié)語(yǔ)

蓄電池作為一種方便適用的直流電源廣泛用于發(fā)電廠，工礦企業(yè)變配電所和各類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)。由于在鉛酸蓄電池的裝配過(guò)程中涉及到鉛中毒、易燃、易爆等危險(xiǎn)特性，因而確保鉛酸蓄電池的安全生產(chǎn)十分重要。