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自1799年伏打發明第一塊銀鋅電池以來，電池逐漸成為人類重要的能源來源。廣義的電池指的是把機械能和電能以外形式的能量轉化為電能的裝置，狹義上的電池的能量來源則局限為化學能。從電解質的狀態來分，電池可以區分為干電池和液體電池，而根據電池的使用次數可分為一次電池和二次電池。常見的一次干電池包括鋅錳電池、銀鋅電池等，而常見的多次電池主要包括鉛蓄電池、鎳基電池、鋰離子電池等。
電池的用途極其廣泛，在我們生活范圍內無處不見它們的身影。我國是電池生產大國，目前我國有1400多家企業從事電池生產工業,干電池的生產量居世界第一；我國也是電池消耗大國，僅2000年,我國電池消費量就高達140億節,約占全世界的三分之一。[1]1如此之高的電池消費量，對廢棄的電池的處理問題也顯得極為重要。
電池中富含各種各樣的污染物，如汞、鎘、鉛等重金屬，及硫酸、氫氧化鉀等強酸強堿。直接將電池棄置在自然環境中，重金屬將污染水源和土壤，破壞生態環境，降低土地使用價值，影響人類健康；而電池中的強酸強堿將改變土壤的pH值，使土地喪失使用價值。
與此同時，“垃圾是放錯位置的資源”也在廢舊電池中得以體現。對環境有著很大破壞作用的廢舊電池同時也蘊含著寶貴的資源。比如廢舊電池中便蘊含著豐富的有色金屬資源。再過幾十年，廢舊電池中富含的各種有色金屬礦產面臨枯竭，對有色金屬的回收刻不容緩。
由此可以看出，廢舊電池的處置，無論從保護環境生態的角度，還是從節約資源的角度，回收再利用是唯一正確的選擇。對廢舊電池的回收同時也是我國實現可持續發展的必由之路。
然而我國的對電池的回收現狀卻不容樂觀。我國對電池的回收率很低，除去北京、上海等個別城市，大部分地區不存在完整的電池回收體系。一個中學生課外的調查顯示，杭州市的電池回收率竟然不足2%。[2]大部分電池和其他生活垃圾一齊被收集處理，并導致大量水源土壤污染。而對電池的再利用則幾乎是零。我國現階段缺少有效的電池再利用工業，對回收上來的廢舊電池依然無法處理，很多廢舊電池被迫被堆積在倉庫中，很大一部分只是填埋了事，只能降低其對環境的污染，卻無法起到節約資源的作用。
廢舊電池的回收面臨著很大的難題，其原因包括政府沒有有效管理措施、普通民眾對電池回收意識不強等，而最重要原因在于現有條件下回收電池寡利可圖，回收行為無法在資本調控下自發進行。基于此，國家應強化管理，建立完善電池回收途徑，積極向公眾宣傳，企業和科研單位應積極發展新的回收利用技術，使電池回收有利可圖，在經濟刺激下促進電池的回收利用，實現可持續發展。
2. 電池的污染狀況
2.1 常見電池的主要成分及污染物
2.1.1 鋅錳電池
鋅錳電池是最便宜的干電池之一。其最主要結構是外層的鋅皮、中心的碳棒和其中填充的MnO2和電解質。鋅皮既是負極又是容器，MnO2為正極反應物，與覆蓋下的碳棒構成了正極。由于電解質被制作成糊狀，故而稱為干電池。
根據電解質的不同，鋅錳電池分為酸性與堿性兩種。酸性鋅錳電池的電解質主要為呈酸性的ZnCl2、NH4Cl，而堿性鋅錳電池電解質主要為KOH。其中堿性電池相對內阻較小，電容量大，性價比更高。除去這些成分外，制造鋅錳電池中為了防止鋅被氧化，傳統電池中常常需要在電解質中添加汞。
鋅錳電池中主要會導致污染的重金屬主要是Mn和Hg，另外電解質中的強堿也會引起污染。
2.1.2 鋰離子電池
鋰離子電池是較新興的二次電池，價格較為昂貴。鋰離子電池目前被廣泛地應用在手機、數字音頻播放器、掌上游戲機、照相機、電腦等電子產品中，隨著信息科學的不斷發展而得到愈來愈多的應用。鋰離子電池主要通過在有機物中的鋰離子嵌入與脫嵌來充放電。相比其他種類電池，鋰離子電池屬于環境友好型的電池，然而鋰離子電池中也不可避免地有著Co、Mn等重金屬污染和有機物的污染。2.1.3 鉛酸蓄電池
由于液體電池不便于攜帶，民用電源中往往難以尋覓到它們的身影。然而鉛酸蓄電池是個例外。在汽車電瓶、助力車中，鉛酸蓄電池仍然占有統治地位。鉛酸蓄電池主要通過鉛的氧化-沉淀反應及其逆反應來完成充放電的，電解質是硫酸，正負極分別為鉛和插在PbSO4中的鉛板。鉛酸蓄電池在使用過程中極板不斷被污染，并阻礙反應進行，從而報廢。鉛酸蓄電池中的主要污染物為鉛和硫酸。
2.1.4 其他電池
除去上述三種電池外，日常生活中常見的電池還包括銀鋅電池、鎘鎳電池、鎳氫電池等，無獨有偶，它們都含有大量有污染性的重金屬成分和酸堿成分。常見電池中成分和污染物見下表[3]：
圖表
2.2 電池中污染物的危害
下面主要闡述重金屬污染物對人體的危害。雖然每一節電池中的污染物含量都微乎其微，但是它們都容易在水生生物中富集，并在人體內聚積，影響人類健康。
2.2.1 汞
較早認識到汞對人健康的巨大危害是日本的水俁病事件。汞可以影響動物的神經系統，導致動物神經紊亂病最終死亡。經研究發現，廢舊電池液污染過的水源可使三角真渦蟲再生緩慢乃至死亡，其原因在于汞（II）離子與蛋白質中的巰基反應，改變了蛋白質的結構，影響了酶的功能，導致代謝紊亂、器官病變乃至死亡。[4]汞對動物神經系統的影響與之類似，汞破壞與神經傳導有關的酶，導致神經傳導出現異常，最終使動物喪失意識并死亡。
隨著對汞的危害的認識的加深，汞的替代物的研制也在不斷加強。1997年，中國輕工總會、環?？偩职l出《關于限制電池產品含汞量的規定》，無汞堿性電池越來越得到人們的關注。常見的替代方法是在電極活性材料中添加金屬氧化物，亦或是在集電體表面電鍍一層金屬。[5]而銦也可以通過回收ITO靶材電鍍膜中的廢材進行利用。[6]
2.2.2 鎘和鎳
鎘和鎳都具有很強的致癌性。鎘會在人體中聚集，危及人的肝臟和腎臟，并可能導致骨骼疾病和肺氣腫。鎳則可能導致呼吸道癌癥的發病。
2.2.3 銅和鋅
銅和鋅都是人體的必需元素。然而銅和鋅過量攝入都會導致消化系統疾病。鋅鹽會使人引發皮炎和表皮潰瘍；而氧化鋅煙霧則可能導致呼吸道疾病。
2.2.4 鉛
鉛會損害人的神經系統，尤其對于兒童，會影響他們的智力和生殖發育。
3. 電池的回收利用
3.1 廢舊電池中回收利用方法
3.1.1 概述
“垃圾只是放錯地方的資源”，對電池來講更是如此。被我們所遺棄的廢舊電池中蘊含著大量寶貴資源。如每塊手機電池中含約6g鈷，鎳基電池中鎳含量更高，而目前我國95%的鈷和一半以上的鎳需要進口。[7]一方面我國不得不進口大量昂貴的有色金屬，一方面數以百億噸計的有色金屬卻躺著電池中成為破壞環境的罪魁禍首。再比如錳在現代材料工業中占有不可替代的作用，錳作為許多化工工業的原料和鋼鐵工業中的重要添加劑，需求量很大。海底豐富的錳結核也是各國爭奪的海洋資源中的重要目標。然而我們一般使用的干電池，在使用完全以后，仍有70～75%的鋅未參與反應，而這部分鋅的純度高達99.9%。[8]按目前世界上
已探明的有色金屬儲量估算, 鋅只夠使用23年, 鉛只夠使用21 年, 銅可使用53 年, 一些重要的礦藏也將在100 年內開采殆盡,電池中諸如此類的資源有很多，廢舊電池被譽為城市垃圾場中的“金礦”。
3.1.2 鋅錳電池的回收利用方法
鋅錳電池的最主要原料是鋅和二氧化錳。鋅和錳也是最主要的回收目標。由于鋅皮既是反應物又是反應釜的外殼，鋅皮具有相當的厚度，以至于70～75%的電解鋅沒有參加反應。這部分鋅資源可以回收重熔為鋅錠。而錳作為重要的工業原料，干電池碳包中的錳大部分為水錳石（MnOOH），而水錳石只需送入回轉窯煅燒, 脫水即可獲得二氧化錳[9]，如同原料錳一樣。干電池由于其利用量大，它的回收也是電池回收中的重中之重。鋅錳干電池的主要回收方法如下。
人工分選剝離。通過人工操作篩選出合適的電池，在一定條件下用機械進行剝離，人工把塑料、銅帽、碳棒、鋅皮、二氧化錳和水錳石的混合物及填充物一一分離，塑料、銅帽可以分別送往塑料廠和電解銅廠作為原料，碳棒可以回收，鋅與錳可依照上述方法回收，填充物可以浸取出ZnCl2、NH4Cl回收利用，最后剩下的電糊與炭黑去除污染物后還可以作為氮肥施用。[10]此方法簡單易行，回收率高，不容易造成二次污染，但是由于需要大量人工勞動，成本過高。
濕法回收。將干電池粉碎后用硫酸將鋅皮浸出，可以后續用電積法制備鋅或直接制備硫酸鋅。或者在粉碎后加熱，使汞的化合物揮發出來并重新凝結，得到高純度的汞產品，再從剩余的碎渣中浸出鋅。浸出后的濾渣分離出銅帽和鐵，剩余部分主要是二氧化錳和水錳石的混合物。進一步可以通過灼燒得到二氧化錳原料。該方法回收產物純度較高，但流程復雜，加上由于電池中汞含量的限制，使得該種方法的經濟效益相對較低，不如干法更普遍。
干法回收。將干電池粉碎后灼燒，可以凝結得到高純度的汞。剩余物進一步灼燒，在1100～1300°C的高溫下，鋅及氯化鋅氧化成氧化鋅，隨煙氣排出，采用旋風除塵器或布袋除塵器回收氧化鋅。[11]殘渣經過分離銅帽和鐵后即錳的混合物，可進行進一步分離。此種方法簡單易行，流程短，有更大的經濟效益，更容易推廣。
3.1.3 鉛蓄電池
鉛蓄電池是唯一大量民用的液體蓄電池，也是鉛的主要用途去向。廢舊鉛蓄電池包含硫酸、硫酸鉛、鉛板組成，是重要的污染物。廢舊鉛酸蓄電池、鉛渣和鉛泥等已被國家環?？偩帧医涃Q委等四部委列為國家危險廢物名錄。[12]同時廢鉛蓄電池也是重要的鉛資源來源。在使用蓄電池過程中，鉛元素只是在鉛和硫酸鉛之間轉換，損耗較小，易于回收利用，而回收后的大部分鉛再投入到鉛蓄電池的應用中。在發達國家和大部分中等發達國家，鉛是再生金屬產量超過原生金屬產量的金屬,再生鉛產量占總產量的比值,美國在70%以上,歐洲達78%,全球為50%左右,我國僅為25%。[13]從此可見我國再生鉛工業發展處于極其初級的階段。
由于人工拆解會導致污染，相關行業規定要求破碎鉛蓄電池必須機械密封操作。常見的工藝是把廢鉛蓄電池粉碎后，通過密度與顆粒大小的不同，將鉛板、鉛膏、廢酸、橡膠、塑料分別分離回收，鉛通過脫硫后可經過干法或濕法冶煉得到再生鉛。
3.1.4 鋰離子電池
鋰離子電池是新興的高容量電池，在最近是十幾年中被廣泛地應用在各種各樣的電子產品中。同時而來的便是數以億噸計的廢鋰離子電池。由于在發明之處沒有意識到鋰離子電池回收的重要性就被大量推廣，技術存在瓶頸，鋰離子電池的回收率極其低下。鋰離子電池的隨意處置不僅僅給環境帶來了極大威脅，更是對資源的浪費。分析表明，鋰離子電池平均含鈷12%～18% , 鋰1. 2%～1. 8%, 銅8%～10% , 鋁4%～8% , 殼體合金30%。[14]現有的關于鋰離子電池回收的途徑大部分處于實驗室階段，短期內很難投入工業化生產。但是毋庸置疑，鋰離子電池的回收利用將有著巨大的環境資源和經濟意義。
3.2 當前廢舊電池的回收現狀
3.2.1 國外廢舊電池回收現狀
一些發達國家有一些廢舊電池回收的很好的模式，值得我們借鑒。如丹麥是最早進行廢舊電池回收的國家。丹麥在鎘鎳電池的售價中加上回收費用由使用者承擔，使得消費者的消費傾向得到改變。日本的電池回收始終處于世界領先位置，汽車鉛蓄電池回收率已經達到100%，其他二次電池收集率也達到84%。日本的廢舊電池主要由社團收集，由有能力處理的廠商負責回收。[15]但是日本對一次電池往往采用掩埋的辦法處理。德國在2005年時電池回收率達到了最高的82%。德國政府規定，只有可以回收的電池才被允許銷售。電池廠商有義務處理廢舊電池。[16]
3.2.2 我國廢舊電池回收現狀
目前我國廢舊電池回收現狀令人堪憂。即使是回收率相對較高的鉛蓄電池，回收率也只有25%，遠遠低于世界平均的50%。而一次電池的回收就更是鳳毛麟角，除去個別城市，大部分地區都缺少有效的回收機制。造成我國廢舊電池回收現狀如此不樂觀的原因如下。
一是國家沒有相應的法律法規。雖然我國有一些與電池有關的環保法律法規，但是缺乏監督和懲罰機制，導致電池的回收問題得不到人們，尤其是電池廠商們的重視。
二是沒有有效的回收系統。電池回收往往是民間以個人力量進行收集，大部分電池與其他生活垃圾一同進入城市生活垃圾的處理系統，并沒有相應的獨立收集系統，收集機構也往往難以長期維持。
三是人們對電池回收的意識冷淡。由于電池回收屬于自發行為，加上種種經濟因素，電池回收并不像塑料、金屬那樣有償收購，人民缺乏手機廢舊電池的意識；宣傳力度不夠，大多數人沒有意識到廢舊電池隨意處置造成的環境污染和資源浪費的嚴重性，比起白色污染，公眾對電池造成的污染了解更少。
四是沒有經濟利益驅動。目前條件下電池回收仍然是一項高投入低回報的工作，有些時候處理完全沒有分類的電池的投入甚至高過收入。在市場經濟環境下，企業不可能從事沒有經濟利益的工作。
五是缺乏相關技術?；厥丈蟻淼碾姵厝绾翁幚砀且粋€難題。掩埋，尤其對于二次電池，顯然沒有起到回收應有的作用。而重新利用也受到技術和經濟的雙重制約。
六是缺乏電池標準化和分類的規定。我們知道，無論回收什么，搞清楚回收物品的確切化學成分是最重要的。而電池種類千變萬化，同一類型的不同品牌、不同型號的電池化學組成也都不同。這也制約著電池的回收再利用技術的發展。
4. 改善電池回收利用現狀的建議
如何解決上述的電池回收過程中的問題？針對我國國情，我認為政府應該采取以下對策，改善電池回收利用現狀。
一是完善國家法律法規，通過專項立法的形式明確電池回收的義務，做到在電池回收處理問題上有法可依，有法必依，執法必嚴，違法必究。
二是加強宣傳，通過媒體、教育等形式向公眾宣傳廢舊電池可能造成的環境問題，及廢舊電池隨意丟置造成的資源浪費。如同當年對聚氯乙烯的態度一樣，在宣傳中使“廢電池污染”和“廢電池資源”的概念深入人心，并通過加強對高汞電池等電池的限制乃至禁止，提倡使用環境友好型電池。
三是完善電池回收機制。電池回收屬于公共事業，政府應當擔當起回收電池的主要責任。我國政府是一個能夠有所作為的政府，應當由政府牽頭，同時鼓勵民間自發行動，發揚社會主義國家集中力量辦大事的優勢，建立起一套較為完善的電池回收體制。
四是積極給予經濟鼓勵。政府應當通過減免稅收、低息貸款等手段鼓勵企業進行電池回收工作，對民間手機廢舊電池的公益團體予以經濟支持，同時應當優先鼓勵與處理廢舊電池有關的科學工藝研究。對于廢舊電池的基層收集問題，可以通過有償收集或者其他優惠措施（如減免水電費用等）鼓勵公眾手機廢舊電池。這部分財政支出可通過加收電池回收相關稅收來達到平衡。同時政府也應該利用公有資產投資環境保護領域。
五是監督相關組織完成對電池的標準化規定，在電池回收過程中做到有效、方便分類。
對于公眾，也應該積極關注相關信息，從自身做起，積極配合進行電池分類工作。
5．小結與展望
綜上所述，廢舊電池不僅污染環境，破壞生態系統，危害人類健康，而且使得大量寶貴資源被浪費，不利于經濟的可持續發展。廢舊電池的回收再利用刻不容緩。然而由于體制和技術方面的制約，經濟因素使得我國廢舊電池回收狀況令人擔憂。在短期內技術很難做出突破的情況下，改變體制規則是改善廢舊電池處置情況的必由之路。然而，即使建立起一個相對完善的廢舊電池處理機制，萬里長征不過走了第一步。只有全社會共同努力，保護環境，節約資源，從我做起，從身邊的每件小事做起，才能保護我們僅有的生物圈。個人的行為或許微不足道，但是只有億萬個微不足道聯合起來，才能夠為子孫后代保留下一個可持續發展的文明世界。
參考文獻：
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