铅蓄电池结构

电极通常被称为栅格，由铅合金框架制成，以提高支撑所谓活性质量的栅格的强度和硬度。这种活性物质是由非常细的铅粉与氧化铅(PbO或Pb304)和稀释的H2S04混合制成的。干燥后，质量组成基本上变成硫酸铅和未反应的氧化铅。最终的电极是通过在栅格上铺开质量并在H2SO4中电解充电而形成的。随着硫酸浓度的增加，在负极形成Pb，在正极形成PbC>2。放电过程中，电化学反应发生逆转，在电极两端产生PbSC>4，同时酸浓度降低。

电池组件

铅酸蓄电池的主要部件有:

金属铅与Sb和/或Ca合金;

•电解液含有稀释的H2SO4;

•塑料材料形成隔板和外壳。

以上组件的重量比例如下:

技术演进铅蓄电池

经过几年的研究，组件的质量和生产技术都有了显著的提高。电池生产商一直致力于实现更好的性能和延长寿命，同时降低成本。在这方面，环境限制发挥了重要作用，因为生产者被迫使用从技术和经济角度来看更合适的材料，而且易于回收。

铅蓄电池应用广泛，如内燃机起动器、电力牵引(叉车、轮椅等)、发电装置(发电厂、电话交换站、铁路、医院等)。

汽车蓄电池

铅/酸电池随着时间的推移，汽车中使用的材料发生了重大变化，从而与汽车的发展平行，特别是在电气和电子设备方面。直到70年代中期，蓄能器基本由:

•正负极栅格与Pb/Sb合金(4-6% Sb)。电池生产商过去常常从冶炼厂购买这种合金——这种铅的来源既有一手的，也有二手的。为合金特别选择Sb，使熔炼更容易，同时，便于在制造过程中处理网格;

•氧化铅和金属铅的活性质量(与酸混合并固化后转化为硫酸铅):该质量由电池工业从高纯铅制备;

•分离器:直到几年前，还使用基于pvc的分离器。这种材料给回收者带来了严重的问题，因为火冶冶炼过程决定了氯的释放到空气中。因此，有必要安装上游设备，以清除电极上的任何其他材料;

•套管:典型材料为硬质橡胶，这是一种高交联橡胶，具有高耐酸性和结构强度。硬质橡胶外壳也给回收者带来了问题，因为它和PVC一样，在冶炼前必须分离，也因为它不适合回收。

这种情况在聚丙烯取代硬质橡胶后得到了改善。它的比重很低，完全有可能从其他成分中分离出来，其纯度等级也可以回收利用。

免维护电池的引入带来了一项重大成果。他们在市场上的成功是由于以下对消费者的好处:

•使用易于浇注的Pb/Ca合金(3% Ca)作为正极和负极;

将Sb从网格中移除;

•使用分离器包裹正极，避免短路;

•消除了原本用于收集电池底部活动质量的空间。

这些进步不仅对电池的生产方式产生了积极的影响，而且对从废蓄电池中回收铅及其合金的技术也产生了积极的影响。事实上，Pb/Ca合金是由柔软的高纯铅制成的，由于Ca对O2有很强的亲和力，因此可以快速改性。因此，处理时间必须尽可能短，合金不能储存太长时间。

从环境的角度来看，用聚乙烯(PE)取代PVC是一个重要的步骤，从而避免了空气中的任何氯。

工业和固定蓄能器

这些电池，主要用于工业和消费应用，已经有了相同的发展汽车电池，尽管这两类电极在尺寸、电极形状(平面或管状)和合金成分方面存在差异。

未来的发展

在不久的将来，基于氧气重组的密封铅蓄电池将越来越多地用于汽车电池(替代品)和固定应用。密封电池分为两类:一类是在圆柱形金属容器中螺旋缠绕的电极，另一类是在棱形容器中平板。如果有必要，这两种装置都配有一个压力阀来释放多余的气体。圆柱形电池在高压(通常为105 Pa)下排气，通常被称为SLA(密封铅酸)，而棱形电池在较低压力下排气，被称为VRLA(阀控铅酸)。这两种系统都需要少量的电解质。这些新型蓄能器最初在负极处遇到了自放电问题，现在通过去除多余的氧气来解决板块．

铅蓄电池的未来应用将包括生产报警系统和电动汽车．在90年代，高级铅酸蓄电池由电池生产商和铅冶炼厂参与的联盟(ALABC)成立。该联盟旨在刺激和协调全球层面的研究成果新电池适用于电动汽车。提高比能、延长寿命、降低初始和维护成本是其主要目标。这种蓄电池可能是其它电化学系统的良好替代品。铅蓄电池虽然能量较低，但在可靠性、成本和可回收性方面仍具有显著优势。

4.废旧电池的收集欧盟关于废旧电池的规定

欧盟指令157/91的主要目的是在成员国之间制定关于含有危险物质的电池回收和处置的共同规定。特别地，上述指令指的是超过这些限制的电池:

该指令将废电池定义为用尽的电源，必须通过成员国制定的程序进行回收或处置，以限制其对环境和人类健康的危害。成员国必须制定计划，逐步减少电池中的有毒和/或有害物质，并实施消除这些物质的技术。此外，该指令还宣布有效地组织对这些废物进行单独收集，并建立适当的储存设施。与此同时，要求各州提供财政支持，以促进收集和回收行动。这些行动必须:

•与相关方(即电池生产商、回收商、回收商)达成一致;

•基于合理的成本和环境保护标准;

•确保合理竞争。

此外，各州应告知消费者:

•不受控制地处理废旧电池所带来的风险;

•正确从设备中取出电池的程序;

•每个电池上的标签。特别是标签上应该提到:重金属含量，要求单独收集和回收的可能性。

欧盟成员国不能否决或采取任何措施限制根据欧盟指令157/91生产的电池的销售。

意大利收集和回收铅/酸蓄电池的方法

意大利立法通过建立非营利性财团，采纳了欧共体关于环境保护的指令。这样的财团由以下人员管理:a)参与生产、分销和使用这些日后将成为铅废料的商品的人;B)负责收集、回收及/或处置废物的经营者。

立法者在这一领域的目的是通过强制进行废物收集来最大化废物收集，并通过确定年度目标来回收废物。对于某些特别危险的废物，收集是强制性的，不能依赖于市场波动——收集可获得奖金。目前有5个财团，其中负责铅废物的是COBAT。该财团负责废弃铅/酸蓄能器和任何其他类型的铅废料。

COBAT机构

该联合体是一个由私人公司参与的非营利性组织，涉及蓄能器生命的任何阶段，即。

•铅电池生产商和/或进口商和经销商(30%份额);

•新电池零售商也收回了消费过的商品(10%);

•废电池和废铅收集器(10%);

•废电池和废品回收器(50%)。

联盟成员有义务仅通过COBAT来实现联盟目标。

正如稍后在审查欧洲情况时将指出的那样，除了欧洲委员会之外，还设立了其他机构。意大利的政策似乎通过不同的、有时是对立的利益的经营者的参与，充分贯彻了对环境“共同责任”的原则。

该联盟的章程规定，任何扣押用过的铅/酸电池(和废铅)的人都必须直接或通过COBAT指定的收集者将其转移到该联盟。蓄能器必须包含硫酸溶液。因此，该联盟通过其成员的结构授予电池的收集、转移和回收。这样，金属铅和可回收的塑料材料被回收，硫酸被中和，最后的渣被适当地填埋。

总之，联盟的主要任务是:

•确保收集和储存废旧电池和废铅。此废料可能产生于电池生产系统和/或二次铅的回收;

•将上述材料交付给负责回收的公司，即使这些公司位于国外;

•确保上述材料的处理，如果回收不可能或经济上可行;

•开展市场调研和技术科学研究，改进回收铅的技术;

•宣传收集和回收废旧蓄电池的义务。

该联盟的活动得到下列方面的支持:

•出售给回收公司的收益使用电池废铅;

•管理自身资产;

•对每节电池征收的征费。

这种税收是一种重要的经济工具，能够将商业从简单的服务活动转变为服务活动。所有在意大利工作的生产商和进口商都必须支付这项税。

收藏网络

由COBAT指定的运营商建立采集网络。他们负责收集、储存，在某些情况下，还会把废电池送到回收工厂。这项服务免费提供给废物产生者。

所有的工业、商业和小型公司，其活动产生的旧电池，都必须根据法律收集并放入特殊的容器。此外，他们必须记录下任何信息使用电池在危险废物专册上。

收集者必须通过计算机将所有相关数据传输到联盟，以便COBAT建立数据库(Decobat)。通过这种方式，COBAT能够实时跟踪垃圾从生产者到回收者，通过收集者和承运人。

除了主要的收集网络，COBAT还依赖于私人和市政收集结构。它们的性质使其易于接触到最终消费者，并从一开始就处理危险废物。

汽车蓄能器收集费用

汽车蓄能器的收集成本计算为每公斤0.10欧元。这涵盖了所有的成本，在整个欧盟范围内，从电池从汽车中取出到送到回收工厂，几乎都是一样的。费用的主要部分由运输承担，因为需要配备专门设备的卡车和适当的物流。

收集资料

COBAT每年回收18.5万吨(95%)废旧电池中的17.6万吨。据估计，上述含量的60-65%由金属铅或铅化合物组成。汽车电池是15万吨以上的量。这些回收厂负责中和硫酸(每年3000万升)和回收铅(约10万吨铅)，然后再返回市场。这个完整的循环为社区提供了几个经济和环境优势。

回收

•将电池分配给回收公司的标准

电池价格由Cobat固定，对所有回收商都是一样的。因此，已经建立了一个程序，将每年收集的电池分配给回收者。一家意大利咨询公司texco已被指定开发并在实践中测试这一程序。开发了一个数学模型，从回收能力、工人健康护理和遵守环境法规等方面对工厂进行评估。因此，在意大利运营的六家工厂根据这种模式获得了他们的废旧电池份额。每当工厂发生影响其生产力的变化时，就会监测新的情况并调整相关的年度份额。

•汽车电池回收成本

回收者以每公斤0.06欧元的价格从COBAT购买废旧电池。这一收入和上述的征税使COBAT收支平衡，因为收集成本或多或少稳定在0.10欧元/公斤。

回收商的成本由以下因素构成:

•电池成本(0.06欧元/公斤)，即铅0.10欧元/公斤(电池重量的63%);

•工业生产成本，即0.31欧元/公斤;

•交付新电池给客户的成本等。

回收商的总成本为0.44欧元/千克，这代表了欧洲高水平回收商的盈亏平衡点(BEP)。

•渣处理成本

渣有两种类型:

•冶炼渣(铁和硫化合物，二氧化硅和钠旋转窑): 0.09€/kg;

•塑料材料(如硬质橡胶，PVC和聚乙烯):0.18欧元/公斤。

价格差异是由于按体积计算的填土成本不同，而不是按重量计算。因此，一个重量单位的渣的体积只相当于相同重量的塑料材料的一小部分。

•回收组织

废铅/酸电池的冶金处理，以及铅金属的回收，对社区都有好处节能贸易平衡。铅价每日根据伦敦金属交易所(lme)报价固定，在整个欧盟范围内不变。按照惯例，会留出一小部分(2-5%)电池给外国回收商。如果竞标价格相同，意大利的回收商就有优先购买权。

所有的意大利工厂都使用化学-物理过程来分离固体部分并中和溶液，而熔炼和精炼则使用热过程。其中两种还使用化学工艺来降低金属中的硫含量，从而减少熔融相释放的排放物。意大利冶金工业引进了创新的回收技术，后来被其他欧洲和非欧洲国家采用。雷竞技手机版app所有工厂都遵守严格的环保规定，并拥有约38万吨/年的废电池回收能力。这种能力大大超过了估计的投入，可以确保在出现处理问题时继续作业。额外的产能也可用于处理来自欧洲市场的废铅和电池。

电池回收产生被列为危险的含铅废物，特别是冶炼渣和硫酸中和产生的泥浆。COBAT监督回收商，确保他们将这些特定的垃圾送往垃圾填埋场或依法使用。

继续阅读:回收锂电池的环境问题

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