废旧锂离子电池对环境污染的分析与对策

摘要：随着锂离子电池广泛应用，锂离子电池的使用量逐年增大，由废旧锂离子电池造成的环境问题已引起世界各国广泛关注。详细分析了废旧锂离子电池对环境的潜在污染，并提出了防治对策。
关键词：废旧锂离子电池；环境污染；防治对策
1引言
近年来，锂离子电池应用广泛，产量和消费量逐年大幅度增长，废旧锂离子电池的处理问题已引起人们的广泛关注。
由于锂离子电池中不含汞、镉、铅等毒害大的重金属元素，因此，常被认为是绿色电池，对环境的污染程度相对较小。但锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对环境和人体健康还是有很大影响。据报道，美国已将锉离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池，是各类电池中包含毒害性物质最多的电池。因此，如将废旧铿离子电池采取与生活垃圾同样的终极处理方法（包括填埋、焚烧、堆肥等），其中的钴、镍、锂、锰等金属以及无机、有机化合物必将对大气、水、土壤造成严重的污染，具有极大的危害性。
作为一种广泛使用的能源产品，人们较多地关注锂离子电池的安全性问题，而对废旧锂离子电池潜在的环境污染问题讨论相对较少。本文较详尽地分析了锂离子电池各类组成物质的潜在环境污染，为制定综合利用废旧锂离子电池、防治污染对策提供依据。
2废旧锂离子电池的潜在环境污染分析
锂离子电池的外壳多为钢或含镍不锈钢，分为圆柱形和方形。电池内部为卷式结构，由正极、负极和含锂盐的有机溶液组成（含LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3等锂盐）。正极材料由含锂化物粉（LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4）、导电碳粉、粘合剂和铝箔等粘合而成。负极材料是由石墨或无定形碳的锂离子嵌入化合物、粘合剂和铜箔粘合而成。
废旧锂离子电池中既有原有组成物质，又有冲放电过程中副反应产生的新物质，废旧电池被丢弃在环境中，因各种原因破裂而使电池中的物质进入到环境中，造成环境污染。下面分别对废旧锂离子电池中常用组成材料的潜在环境污染进行分析（表1～4），各表中的主要化学特性都是从各物质的MSDS（Material Safety Data Sheet）表中获得。
表1电极材料的化学特性与潜在污染性

表2电解质的化学特性与潜在污染性

表3溶剂的化学特性与潜在污染性

表4其它材料的化学特性与潜在污染性

由表1可见，废旧锂离子电池的电极材料进入环境中，可与环境中其它物质发生水解、分解、氧化等化学反应，产生重金属离子、强碱和负极碳粉尘，造成重金属污染、碱污染和粉尘污染。
表2分析表明，废旧锂离子电池的电解质进入环境中，可发生水解、分解、燃烧等化学反应，产生HF、含砷化合物和含磷化合物，造成氟污染和砷污染。