对废旧电池回收的建议
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对废旧电池回收的建议范文第1篇
关键词：废旧电池；种类；危害；利用；策略
引言
随着科学技术的推进，人们对电子产品越来越依赖，电池的使用量也越来越多，当前全球电池产量约以每年21%的速度增长。我国由于人口众多，因此也成为电池的消费大国，而如果废旧电池没有得到合理处理，将会对环境和人体健康造成极大的困扰。所以，对废旧电池的回收利用进行研究有着非常积极且重要的现实意义。
1 废旧电池的种类及危害
1.1 废旧电池种类
目前的电池种类丰富，根据电池用途不同可将电池分为工业电池和民用电池两大类，其中工业电池主要用于汽车、航天、铁路等领域，比如汽车的铅酸蓄电池等；民用电池按照能否重复使用又分为一次电池和二次电池，常见的一次电池有普通锌锰电池和锌银纽扣电池等，常见的二次电池有镉镍电池和手机的锂离子电池等。
1.2 废旧电池的危害
通常说来，电池中都有锌、汞、镍、铅等金属和酸性或碱性的电解质溶液，这也正是废旧电池的危害源所在。因为技术缺陷和其他客观原因，我国关于废旧电池的处理方法至今没有得到完全的推广。现在我国废旧电池通常通过填埋或随生活垃圾一起焚烧的方式进行处理，但是这种方式不易监管，并且处理不当将对环境造成极大的污染：废旧电池中的酸碱电解质溶液和重金属进入土壤后将改变土壤的酸碱度，严重影响土壤的农用价值，重金属可能渗入农作物和水体，如果不小心食用了被污染的农作物和水，将对人体器官造成严重的危害。另外，焚烧电池时部分重金属会挥发，飞灰中的重金属可能会对大气、土壤和水体产生不利影响。综合看来，将废电池通过填埋或随同生活垃圾一起焚烧处理的方式存在极大的问题，实际生活中不应予以采纳。
废旧电池中的重金属对人体产生的危害也是不容忽视的。采用填埋方式处理的废旧电池十分不稳定，外层保护壳易被腐蚀而导致其中的重金属和酸碱电解质被释放，进而污染土壤和水体。土壤和水体中的重金属极易随着食物链而发生迁移，接着被摄入人体，重金属逐渐在人体内聚集，最终将造成某些器官慢性中毒甚至衰竭。
2 废旧电池的综合处理与利用措施
2.1 无害化填埋
对于含有铅、汞等会对环境造成严重污染的重金属的废旧电池，以及实际生活中难以实现回收再利用的废旧电池，通常采用无害化填埋手段进行处理。无害化填埋虽然操作简单，仅需极少的处理成本，可是有较高的防渗技术要求。
2.2 综合回收利用技术
2.2.1 湿法。电解质溶液中的部分金属和废金属物质可以溶于酸，利用这类反应能够有效实现废旧电池的回收利用，这种方法也叫“湿法冶金”。湿法冶金的原理是使酸与废旧电池中的某些物质发生反应，生成可溶性盐，然后再将纯化过的可溶性盐溶液进行电解，使其产生纯度较高的金属单质和相应氧化物，此法还可用于生产化工产品或者化肥。湿法冶金运用技术相对成熟，反应纯度也比较高，在现实中得到了广泛的应用与推广。
2.2.2 干法。干法又名烟法、火法，是指将废旧电池进行分类后，在600至800摄氏度的高温环境下进行焙烧，使其中的金属及其化合物进行充分的氧化还原反应和分解反应的方法。相对湿法，干法的处理成本较高，操作难度也较大。举例来说，瑞士巴特列公司就是通过将废旧电池磨碎送往高温炉内进行加热的方法，通过控制不同的温度从而得到不同温度条件下的挥发物质。
2.2.3 干湿结合法。干湿结合法联合了传统的湿法和干法各自的优点，先利用干法对废旧电池原料进行焙烧，得到汞和一部分锌，然后再利用湿法溶解出含锰和剩余锌的盐溶液，最后通过电解、过滤等步骤得到金属锰和锌。这种方式回收效果极优，但缺点是回收成本较高且工序相对繁复，不易操作。澳大利亚的VA公司就是采用的干湿结合法对废旧电池进行回收利用：将分选后的纽扣电池进行650摄氏度的高温处理，在此阶段汞被蒸发出来并进行冷凝，从而完成回收；用硝酸溶解剩余残渣，再加入适量盐酸使银离子与氯离子发生反应生成氯化银沉淀；利用锌可以将银从氯化银沉淀中置换出来；反应产生的废水最终通过固定电解床回收剩余的微量汞，中和后就可以进行排放了。
3 构建废旧电池回收利用体系的策略
3.1 完善法律法规，加强监管
没有法律法规的支持，废旧电池回收利用的发展进程将异常缓慢，因此在这里笔者认为政府部门应当出台并完善相关法律法规实施细则，规范我国关于废旧电池的处理方法，同时引导企业加强对废旧电池的回收利用，明确废旧电池的管理责任，为相应的创新研究提供一定的资金支持，为积极参与废旧电池回收利用的企业提供一定的政策优惠。
另一方面，政府可以联合多个部门共同加强对电池生产流通领域的管理，可以对相应产品标记“环境友好标志”，正确引导消费者消费倾向，从而达到鼓励企业积极研发绿色环保电池的目的；同时，根据“谁污染，谁治理”的原则，明确废旧电池处理责任，对废旧电池的回收利用进行管理。
3.2加强技术研究开发，吸引更多的企业参与
技术是废旧电池回收利用过程中的核心部分，所以，在完善法规制度的同时还应加强对废旧电池回收利用技术的研究和改进，使核心技术工程化、产业化。第一步我们不妨从借鉴国外优秀的处理模式开始，从他人的发展过程中总结经验，再根据我国的基本国情和企业发展现状，制定出符合我国企业实际需要的废旧电池回收处理方案；然后通过降低成本、提高可行性等措施吸引更多的企I积极主动地参与废旧电池的回收利用，最终形成市场化运作和产业化体系。
3.3 加大对公众的宣传教育力度
群众的力量是伟大的，因此要加大对公众的宣传教育力度，使人们对废旧电池对环境和人体造成的危害引起深刻的重视，引导人们树立正确的电池回收再利用观念，帮助人们改变随意丢弃废旧电池的习惯，使废旧电池环保意识深入人心。
据统计，目前我国农村地区的废旧电池回收装置几乎没有，就算人们指导废旧电池的危害性也无法正确处置手中的废旧电池。针对这样的情况，笔者建议一方面学校要加强通识教育，培养学生正确的环境保护意识和观念；另一方面，政府要注意合理设置废旧电池回收装置，使人们能轻易地参与到环保大战中来。
3.4 拓宽废旧电池回收渠道
现阶段我国的废旧电池回收网络主要是由民间公益组织和个人志愿者组成的，要知道拓宽渠道是产业化的基础，因此要想废旧电池的回收利用形成产业化的规模，就需设法拓宽废旧电池的回收渠道，减少废旧电池的浪费，使回收废旧电池变得更加方便。比如可以在个居民小区增设专门用于电池回收的垃圾箱；可以鼓励居民住户自己保留废旧电池至一定数量再为其提供上门回收服务等。
4 结束语
要使国家工业可持续发展，我们现在就必须认识到环境保护的重要性和必要性，因此加强对废旧电池的回收利用更是大势所趋，今后的废旧电池回收利用必将在政策的扶持和技术的支持下进一步降低成本，得到全面普及。
参考文献
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[3]陆成禹.浅谈化学废旧电池的回收和利用[J].科教导刊（下旬），2016，02：147-148.
对废旧电池回收的建议范文第2篇
一、电池中的有害物质及危害
1.酸和碱。电池的电解质通常是酸和碱，因此，当电池不用时，如果不加处理，酸碱进入土壤和水域中，将对土壤和水质造成很大的污染。
2.金属离子。电池中一般含有这些金属：汞、镉、锌、镍、锰等。这些金属进入环境后，危害非常惊人，汞及其化合物毒性都很大，特别是汞的有机化合物毒性更大。鱼在含汞量0.01～0.02毫克/升的水中生活就会中毒；人若食用0.1克汞就会中毒致死，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道不同途径侵入人体。食用被汞污染的水产品，可使人的神经系统受到严重破坏，头晕、四肢末梢麻木，记忆力减退，神经错乱，甚至死亡。镉是一种毒性很大的重金属，其化合物也大都属毒性物质，震惊世界的日本“痛痛病”就是因镉污染而致。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的，且治疗极为困难。
二、应对措施
废旧电池污染问题，早已引起了全球各国的关注，各国纷纷采取各种措施，来解决日趋严重的废旧电池问题。目前国际上采用的方法，主要有如下几种：
1.固化深埋、存放于废矿井。将废电池都运往专门的有毒有害垃圾填埋场，但这种做法不仅花费太大，而且还造成浪费，因为其中有不少可作原料的有用物质。
2.回收利用。（1）热处理。热处理的方法花费较高，耗能高，且对技术要求也很高。（2）“湿处理”。将废旧电池溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属，用这种方式电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。湿处理时可省去分拣环节，其成本虽然比填埋方法略高，但贵重金属原料不致丢弃，也不会污染环境。（3）真空热处理法。首先需要在废电池中分拣出镍镉电池，废电池在真空中加热，其中汞迅速蒸发，即可将其回收，然后将剩余原料磨碎，用磁体提取金属铁，再从余下粉末中提取镍和锰。
三、我国的方法
由于废旧电池的处理工序复杂，而且成本很高，所以，在我国目前并没有成熟的处理废旧电池的方法和程序。不过最近有人提出废旧电池回收程序：（1）设置废旧电池回收箱；（2）定期专人上门收集；（3）电池分类（普通电池、纽扣电池）；（4）市内库房分类储存；（5）集中到一定数量后运至郊区设置地点，依电池种类装入集装箱内封存，直至国内成熟废电池回收技术出台。
四、建议
对废旧电池回收的建议范文第3篇
不舍不弃废电池
导致王自新投资失利的是在河北易县建立的国内第一家废旧电池再生处理厂因为环保部门认为可能造成污染，迟迟不批，同时回收体系不足，无米下锅。项目下马了，但王自新与废旧电池的不解之缘才刚刚开始。那一年是2001年。
而令他彻底绝望的是2002年权威专家刊文指出，废电池在外壳保护和大量垃圾的稀释下，随生活垃圾填埋不会造成污染，集中回收后处理不善反而容易造成局部地区的汞污染。
从1997年以来，国家相关部门就一直开始禁止厂商生产汞含量高的电池。《关于限制电池产品汞含量的规定》表明，从2006年1月1日开始禁止在国内经销汞含量大于电池重量0.001％的碱性锌锰电池。
关于废电池回收，2003年10月国家环保总局出台的一份《废电池污染防治技术政策》明确表示：没有处理条件，废干电池不鼓励回收。从此，很多公众糊涂了，不知道废电池该不该收。很多生产电池的厂家也不愿意回收废电池，因为处理每吨废电池需增加1 600元左右的成本。
一面是废电池处理技术的不成熟，一面是回收体系的不足，一面是政策的不支持，面对这三面夹击的窘境，任谁也会放手另寻他路，但王自新没有!
王自新始终认为：“废旧电池必须回收”。
“电池随生活垃圾填埋不会造成污染”只是短期的预见。尽管国家很早就要求淘汰汞含量高的碳性电池，但由于其价格便宜，很多地方仍在生产销售及使用。电池并非汞一种物质，还有锌、铁，锰、铜等各种金属成分，如果汇集到一定量没有有效处理，比如随生活垃圾进入垃圾填埋场，通过水进入食物链，危害将非常严重。北京年消费电池四千八百多吨，回收一百多吨，其余大部分电池进入垃圾填埋场，北京有13个具有防渗防雨条件的垃圾填埋场，还有不计其数的野坑不具备防渗防雨条件，在高湿高温高压和微生物的环境下，将加速金属颗粒析出，很容易造成污染。
从资源利用看，每节电池中含有22％的锌，26％的锰、17％的铁，如果不回收再利用，等于每年白白扔掉几千万吨的有用原料，进而增加对环境的索取。
王自新的一席话充满忧虑，他忧心环境的迫切之情极具感染力，而他为旧电池回收所做的努力更具带动力。
在希望中潜行
回顾各国废旧电池回收之路，20世纪70年代，西方国家在经历了高消费、高污染、能源危机之后，开始重视废旧电池的无害化处理，并建立了与此有关的完善的环保产业。回收环节的费用一方面来自居民的垃圾处理费，另一方面则来自消费者缴纳的危险废物消费税以及电池的生产工厂交纳的环境税。在美国、德国、日本、台湾，工厂每处理1吨废电池分别会得到一定数额的政府补贴。瑞士等欧盟国家相继提出“延伸企业社会责任”理念，针对废电池回收，将由生产厂商负责最终回收处理。在我国，这些产业尽管已经起步，但还有许多规章需要完善，还有赖于许多怀有梦想的人士去推进。
“众多环保项目中，废电池与废纸、塑料瓶、易拉罐等并列其中，它们之间有什么区别?”当这个问题抛出后，王自新沉沉地叹了一口气。只这一个“唉!”字，让听者分明感受到期望中夹杂的无奈，前行中背负的重担。
“废电池是一个非常特殊的环保项目，这么多年是一个焦点、难点，热点”，王自新掷地有声地说。
这也许正是王自新十年来与废旧电池博弈而成果甚微的原因所在。
同是废旧物品回收，废纸，塑料瓶等则有着完全不同的命运，其回收产生经济效益，吸引着大量人群参与，形成了完整的产业链。而干电池回收经济效益微薄，企业缺乏投入的积极性。后端不能产生经济效益，前端有偿回收难以实现。在没有经济利益驱动下回收干电池意义更大，这将从根本上改变公众对环境资源的态度。我们与环境不应是利益交换的关系，而是无条件地热爱它，保护它。
王自新谈到废旧电池回收艰难进行的症结所在时说：“不应仅仅为了卖点，炒作而宣传，而是从使用者的角度去考虑问题，落实到具体细致的工作。很多人知道废电池要回收，但是没有方便的设施，如何让百姓方便地参与。务实最重要!”。
务实的理想主义者
走过10年，王自新为废电池回收处理也呐喊了10年。回头想想，他是在认认真真全职地做一份有益于公众的事业，这便是他对自己的最好回报。
如今，王自新更加清楚自己的责任和目标：“开始创业时，由于不太了解，我考虑在产业化格局建成后，通过工厂化处理废旧电池能产生利润。但是，2001年河北易县的项目下马之后，我就不再考虑利润。现在我非常清楚，废旧电池回收处理，不可能再谈什么企业利益。达到收支平衡，以保持正常地做一件有意义的事情，这是最简单的一个目标。我只是为了根治废电池问题的理想在奋斗。”
媒体称王自新是“环保狂人”，但见到他本人，眼看着他独自组织会场，打印文件，忙里忙外，看着他略显疲惫的面色，听着他脱口而出关于废电池回收的各种数据，法规、文献，我深深地认同他对自己的定位：一个很实干的人，一个把废电池当成事业来做的人。
“我有一个梦想，就是尽快看到中国废电池污染得到根治的那一天。在此之前，我的工作是绝对不会停下来的”，王自新说。
废电池回收建议：
1 回收意识的培养就是生活习惯的养成。
2 废旧电池不要乱扔，不要和其他垃圾混淆。
3 用塑料袋等不会造成腐蚀的容器盛放废旧电池，如果用纸盒收集里面衬一层塑料布。
4 不要用金属容器盛放，因为电池腐蚀后放出氢化钠等物质有腐蚀性。
对废旧电池回收的建议范文第4篇
论文摘要: 废旧电池的随意丢弃会带来严重的环境污染以及资源的浪费,同时其回收再利用的空间也较大。目前我国在废电池的处理和回收利用上仍然存在许多问题,如何建立和健全我国的废电池回收利用机制,成为我们应当关注的重点。
伴随我国科技水平及社会生活水平的不断提高,越来越多的电子产品被人们购买和使用。而电池作为一种便携式能量储存器,消耗量与日俱增,其所含的重金属等物质一旦进入环境中的土壤、水体等,会对人体造成不同程度的危害;同时,如果有合适的处理方法,这些重金属又有很大的回收利用价值。目前,我国在废电池的回收处理上还处于起步阶段,仍然具有很大的发展空间。如何根据我国废电池回收处理的现状,提出合理的解决办法,已经成为一个刻不容缓的问题。
1 废电池对环境的危害
电池中含有大量的有毒有害物质,如果进行随意的丢弃,其对环境造成的影响也是相当巨大的,科学调查显示,一颗纽扣电池一旦随意丢弃,可以污染掉高达60万升的水体,约等于正常人一生的用水量。概括起来,废电池的危害主要有以下几个方面:
1.1 酸、碱电解质溶液的污染
废电池中含有大量的酸性和碱性溶液,特别是经过雨水的冲刷和淋溶之后,会对附近的水体和土壤的PH值造成影响,导致土壤及水体的酸化或碱化,水体PH值的改变直接影响水中生物的生长繁殖;同时,环境的改变也会对人类的健康造成影响。
1.2 重金属污染
从电池的主要结构可以看出,电池中含有大量的重金属,总的来说主要有Zn、Hg、Cd、Ni、Pb等,这些重金属一旦流入生态系统并进入食物网,会对人体的健康造成诸多不利影响。
汞特别是有机汞化物具有极强的生物毒性和极长的脑器官生物半衰期,能引发中枢神经疾病;铅会导致人体精神紊乱及消化系统的损害等;镉具有致癌性,是引发疼痛病的元凶;镍、锌的毒性相对较小,同时还是人体必需的微量元素,但是如果摄入过多,同样会对人体造成一定的危害。
1.3 其他污染类型
除了酸、碱电解质以及重金属的污染,废电池的随意丢弃和处理也会带来其他方面的污染。例如:废电池在进行焚烧处理的过程中释放的污染物对大气造成的危害;在废电池集中清运、贮存过程中由于管理不善,造成局部地区更加严重的污染问题等等。
2 我国废电池处理的现状
我国是电池的使用大国,对废电池进行资源化回收利用对于环境的保护以及资源的再生都有着极大的效用,然而就目前我国的废电池回收处理现状来看,仍然存在大量的问题。
2.1 缺乏相关教育,个人意识淡薄
由于对废电池相关影响的知识教育的却乏,大部分人认识不到废旧电池对环境危害的严重性,环保意识的淡薄使得群众不能积极主动的参与到旧电池的回收处理上,致使许多的电池回收设备形同虚设,并不能够很好的利用起来。
据调查,目前我国电池的年使用量高达70亿左右,并以每年10%左右的速度在增长,然而其回收力度却不足2%。较低的回收水平也导致废电池的处理难以产业化、规模化。
2.2 处理技术的要求高,利润低
由于废旧电池中含有大量的有毒有害物质,特殊的结构又决定了其处理难度的升高,加上处理水平和经济条件的制约,使得废电池的回收很难向产业化发展。同时该产业较低的处理利润很难吸引较多的投资者投资处理,给废电池的回收处理带来一定的困难。
2.3 相关法律制度的缺乏
到目前为止,我国仍然缺乏对废旧电池处理的相关法律法规,因此,使得生产者、消费者和使用者之间很难分清各自应当承担的责任。由于缺少法律的制约使得一些正式的回收处理厂商经常面临回收量不足的困境;另一方面,一些对环境污染较大的小加工作坊由于技术上的难以跟进及设备的缺乏,不但使得废电池中的有用物质很难得到回收利用,还会带来更加严重的二次污染。
3 我国废电池回收的发展建议
3.1 开发新的回收利用技术
在传统的废电池回收利用中,主要用到的是湿法冶金处理工艺和火法冶金处理工艺。其中湿法工艺是利用重金属盐可以与酸发生反应生成各种可溶性盐的特点,进而用电解等方法进行分离提纯;火法工艺主要利用金属化合物高温下的氧化还原反应得以将其回收利用。两种方法在处理过程中有一定的优越性,也存在一定的二次污染问题,如电解过程中水体的污染以及高温下的热污染等等。
因此可以对传统的处理工艺加以改进,比如加入一些预处理的工艺,从而简化传统工艺的工作条件,减少其带来的一些污染;再者可以增加一些后续处理设备,尽量使产生的二次污染危害最小化。
3.2 提高群众意识
加大关于废电池的危害及处理过程的教育力度,增强民众的环境保护意识,从回收源头上解决处理难题,实施分类回收和处理方针,尽量做到回收的规模化、正式化。
3.3 完善相关法律法规
良好的法律制度是市场经济中企业健康发展的有效外部力量,在我国废电池回收市场的发展上应当逐步建立和健全相关的政策,明确企业及相关人员的责任、义务、权力和处罚条件,建立完整的废电池回收、处理体系,实施企业化管理模式,关闭不符合环境要求的小作坊,对存在问题的回收企业实行整改,逐步完善回收处理市场。
3.4 实施合理的经济手段
由于我国电池价格普遍偏低,造成对消费者的错误引导,因此可以通过对电池进行合理定价(将污染治理的部分费用并入商品的价格中)来减少电池的使用,同时对电池的生产企业征收合理的环境治理费用。将这些费用利用到废电池的回收和利用上,对回收利用企业给予补贴,提高其回收生产积极性。
4 总结
废电池的随意堆放和处理对环境造成的影响大,严重危害人体健康,因此对废电池的回收利用很有必要。目前我国对废电池的回收利用还刚刚起步,仍然面临着诸多问题,更应当提高认识、加强管理,多学习其他国家先进的处理模式,做到科学的、系统化的回收利用,以实现废电池的减量化、无害化和资源化。
参考文献:
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[4]白青子,白云起,钟乃良.废电池回收利用与二次污染的防治〔J〕.中国资源综合利用,2004,(5):30-32.
对废旧电池回收的建议范文第5篇
关键词电动汽车；电池回收；环境保护；排队论；Anylogic
中图分类号X705；TP391文献标识码A文章编号1002-2104（2013）06-0169-08doi：103969/jissn1002-2104201306025
汽车产业是国民经济的重要支柱产业，进入21世纪以来，我国已经成为世界上的汽车拥有量大国。根据公安部的统计消息，截止到2012年6月底，全国汽车保有量为1.14亿辆。但是能源紧张和环境问题也随之而来：目前，我国原油对外依存度接近50%，原油消费中一半以上是交通用油；我国已成为全球第二大CO2排放国，我国环境监测数据表明空气中污染物总量的超过60%来自汽车。中国走低碳经济道路就必须大力发展低碳工业，电动汽车凭借使用清洁能源和减少排放总量的优势，成为提高汽车产业竞争力，保障能源安全和发展低碳经济的新目标。同时，国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》。未来十年，甚至几十年内将是电动汽车研发与产业化的战略机遇期。但是电动汽车（本文指纯电动汽车）的发展也会面临一些问题，尤其是在电池（本文指铅酸蓄电池）报废周期，废旧电池中含有铅、镍、钴、锂等金属材料和电解液，废旧电池一旦不能得到有效的处理，不仅造成资源的浪费，对环境的污染也尤为严重。Wen等指出随着电动汽车的普及，大量的报废蓄电池会给我们的生活环境带来巨大的压力[1]；Zdeněk和Notter等认为蓄电池的生产会产生大量CO2[2-3]，因此废旧电池的处理成为发展电动汽车产业的当务之急。而回收废旧电池可以减少对金属能源的开采，降低电池的生产成本[4-6]等，同时鉴于国家相关法令、社会责任、经济利益以及人们环境和资源保护意识，合理的废旧电池回收处理方式就被提上日程。不可否认，未来电池回收利用链条将得到强劲地发展。如何管理好电池回收工作，更重要的是哪些环节和因素会影响电池回收以及它们对电池回收的影响程度，将成为关系着未来电动汽车产业发展，乃至环境保护问题的重要问题。但目前研究也存在一些不足，特别是对于电池回收影响因素的数量分析，还缺少系统的的定义和研究，因此，本文基于排队论理论，从仿真的角度， 对电池回收系统中的主要对象汽车、电池以及汽车电池匹配进行模拟，应用Anylogic仿真平台，搭建电动汽车电池回收的排队论模型，进而研究电池回收问题，分析汽车、电池生产速率，汽车、电池寿命，电池更新次数以及电池翻新率等对电动汽车电池回收整体的影响程度，最后得出相关政策建议。
宫大庆等：基于排队论的电动汽车电池回收建模与仿真研究
中国人口·资源与环境2013年第6期
1文献回顾
随着电动汽车数量的增长，废旧电池将大量产生。废旧电池的回收原因可归结为三个方面：一是保护环境。电动汽车用动力蓄电池中含有铅、镍、钴、锂等金属材料和电解液，如果废旧电池得不到有效回收处理，会造成资源浪费和环境污染[1-3]；二是节约资源。使用回收过的蓄电池材料可减少对金属矿产的开采，节约对金属矿产的使用[4-5]；三是降低成本。对回收的蓄电池进行充分利用可降低蓄电池的生产成本[6]。
基于电池回收的重要作用，大量文献对此进行了研究。电动汽车电池回收从更大的概念上讲，包含在废旧电子产品回收和固体废弃物回收诸多概念之中，废旧电池与其他废旧产品回收面临类似的问题。通过对大量文献的梳理，现有研究主要包括回收过程研究、回收方法和模式总结、回收影响因素探索以及回收敏感性分析等。
回收过程研究是研究的基础。Ishihara等认为锂电池生命周期主要包括生产、使用、回收和翻新等过程[7]；鉴于处理、回收、翻新、重新使用组成的电池回收的闭环物流系统，Kannan等建立了多阶段、多周期、多产品的数学模型，并且运用遗传算法分析回收系统的经济性[8]；Hischier等从废旧电子产品回收角度，运用物流分析方法（MFA）和生命周期评估方法（LCA），评价回收过程对环境的影响[9]。
基于对回收过程的分析，会产生不同的回收方法和模式。Ploog和Spengler等通过数学模型和lingo程序评价某种回收模式[10]；Sodhi和Reimer系统地介绍了整体回收、分解回收、融化回收几种不同的回收方法，并且基于不同的回收模式，建立以成本收益为目标函数的数学模型，阐述电池回收问题[11]；Nagurney和Toyasaki同样采用数学方法论证了废旧资源、回收者、处理者、消费者和需求市场组成的电子产品回收处理模式的可行性[12]。Savaskan等将废旧产品的回收活动分为“制造商自营回收”、“零售商负责回收”以及“第三方委托回收”三种组织模式，通过对这三种分散化模式进行比较，认为零售商负责回收效率最高[13]。
不同的回收模式下存在共同的影响因素。Wen等调查分析了回收率在电子产品回收中的重要作用[1]；Vyrynen和Salminen运用统计方法指出，随着电动汽车的发展，提高回收率来增加电池使用寿命是蓄电池产业可持续发展的必要条件[14]；进而，Sidiquea等基于面板数据，分析了影响回收率的因素（消费情况/回收工艺/收入状况/人口特征）[15]。Schaik和Reuter从系统动力学角度分析了产品设计对回收和环境的影响[16]。Zackrisson等运用生命周期评估方法，认为通过提高电池技术来延长电池的使用周期，可以减少电池使用过程中对环境造成的影响[17]。
不难发现，现有研究围绕废旧产品回收，从不同角度进行了研究和探讨，同时对影响回收的具体因素分析，特别是这些因素对回收整体的影响程度等，即敏感性分析（whatif）[18]，也正日益引起人们的关注。Schiffer等提出了一个生命周期模型，这个模型可以比较不同的运行条件，不同的系统规模，不同的电池技术对电池寿命的影响[19]。同时系统动力学被引入这种定量分析中，Dyson和Chang应用系统动力学，研究固体废弃物产生的不同条件[20]；Georgiadis和Besiou基于闭环物流思想，建立了废旧电子产品的系统动力学模型，进一步进行敏感性分析，讨论不同因素对经济发展和环境可持续发展的影响作用[21]。
通过对文献的梳理，本文发现关于电池回收的影响因素数量分析，还缺少统一的定义和研究，同时系统动力学方法作为连续系统建模仿真方法中的一种，适用于面向具体问题建模分析， 是一种定性与定量相结合、系统的方法，该方法的不足之处是对个体的同质性假设。因此，本文基于排队论理论，从仿真的角度，研究汽车、电池生产速率，汽车、电池寿命，电池更新次数以及电池翻新率等对电动汽车电池回收整体的影响程度。
2电动汽车电池回收概念模型
本文研究的前提是“零售商负责回收”模式以及整体回收方法。电动汽车电池回收模型研究车和电池匹配行为，分析影响电动汽车电池回收的影响因素（汽车数量、汽车寿命、电池寿命、电池翻新率以及电池更新次数等），以及这些影响因素对电动汽车电池回收（报废车比例、报废电池比例以及汽车重复使用电池比例等）的影响程度等，为行业政策制定提供参考。本文研究的主体包括电动汽车、电池以及实现电动汽车电池匹配的消息模型，根据资料整理，电动汽车生命周期包括生产、正常行驶、更换电池和汽车报废四种状态，电池生命周期则需要经过等待使用、使用中、电池更换、翻新和报废一系列循环过程，外部环境考虑的主要是国家电动汽车电池回收政策。因此本文设置的电动汽车电池回收概念模型如图1所示。
图1概念模型
Fig.1The concept model
3简单排队论模型
考虑电动汽车的不同状态、电池的一系列循环过程以及电动汽车和电池的匹配行为，结合排队论理论的研究过程，因此本文用排队论方法建模。
参照胡运权等[25]，一个电动汽车生产运行过程可以看成是一个排队系统中的生灭过程。“生”表示汽车或者电池的生产，“灭”表示汽车或者电池的报废。
令N（t）表示t时刻排队系统中的汽车或者电池数量。
假设N（t）=n，（n=0，1，2…）则从时刻t起到下一个汽车或者电池到达时刻止的时间服从参数为λn的负指数分布（或其它分布）。
假设N（t）=n，（n=0，1，2…）则从时刻t起到下一个汽车或者电池处理完的时间服从参数为μn的负指数分布（或其它分布）。
当系统达到平稳状态后的状态分布，记为pn（n=0，1，2…）。
根据相关原理，可以求平稳状态的分布为：
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收敛。
汽车或者电池排队论模型类似于共享资源服务模型M/M/S/∞，其是指，汽车或者电池按照一定分布（负指数分布）到达，系统服务资源数为S个（无穷大）。
则平均服务队长：
记pn=p（N=n）（n=0，1，2…）为系统达到平稳状态后的队长N的概率分布；
依据排队论可以实现不同车和电池的匹配行为，并且报废车数量、报废电池数量、车总量以及电池总量等都可以依据排队论的基本结论，如平均队长等计算出来。
4基于Anylogic的仿真模型
依据概念模型，电动汽车电池回收模型主要包括消息模型、电池模型以及汽车模型等。文章建模所采用的平台为AnyLogic 6 University版，采用的编程语言为Java。
4.1配对模型
汽车和电池之间的配对，需要一定的机制来实现，本文使用类模式完成，包括汽车类（carID（汽车ID）、carPD（汽车生产时间）、carLT（汽车生命周期））、电池类（batID（电池ID）、round（循环次数））以及汽车电池类（carmsg（汽车类信息）、batmsg（电池类信息））。类模式在保障汽车、电池相互独立情况下，可以实现电池安装、电池更换以及汽车报废后的电池处理等行为。
4.2电池模型
电池使用过程中，需要考虑许多因素，比如电池寿命、电池翻新率以及电池更新次数等。
4.2.1电池寿命
电池在运行过程中，首先会受到其最大寿命Lifemax的影响，只有当Life（battery，batID）≤Lifemax时候，电池才处于系统循环中。考虑电池翻新次数K（K≥1），因此电池的实际使用寿命可以扩展，即Life（battery，batID）≤K*Lifemax。
4.2.2翻新率
电池在超过其寿命Lifemax时候，即Life（battery，batID）>Lifemax，电池通过经销商回收系统得以翻新重新使用。电池报废翻新的分布情况F可以直接影响重新进行系统的电池数量，我们假设其分布为伯努利分布，即F=Bernoulli（α）其中，α为翻新因子（以下称翻新率），表示回收的电池以α的概率方式进行翻新，以1-α的概率方式直接报废掉。
4.2.3翻新次数
同样，电池在超过其寿命Lifemax时候，即Life（battery，batID）>Lifemax，电池可以翻新重新进行系统中去。但翻新次数K有上限M的限制，只有K
4.3电动汽车模型
电池使用过程中，同样需要考虑汽车情况，比如汽车的需求状况直接决定电池的产量，汽车的生命周期影响电池状态的变化等。因此用一个三元组来表示汽车：cars（carID，carPopulation，carLife），其中：carID 表示汽车ID，carPopulation表示汽车数量，carLife表示汽车寿命。
4.3.1汽车数量
电池生产量Y的多少，很大程度上取决于汽车生产的数量X，即Y=F（X），并且只要能保障汽车正常运行的电池数量，即是最优的电池数量，即MinY。因此电池数量不应该很多，否则容易造成资源浪费，环境污染，同时也不能很少，容易引起汽车产业的发展滞后。
4.3.2汽车寿命
在一个汽车寿命周期内Life（car，carID），汽车的生命周期的长短会影响电池需要更换的次数，在电池寿命稳定情况下，汽车寿命越长，电池需要更新次数K1越多，即K1=C* F（carLife），其中C为大于0的正数，F为汽车寿命函数。
基于上述模型，本文设置的电动汽车电池回收仿真模型如图2所示。
在图2中，汽车（carManu）和电池（batManu））按照一定的速率生产，分别进入排队系统（queue和queue1），之后进入电动汽车电池组装阶段（combine），组装好的电动汽车，经过又一个排队系统（queue2）进入电动汽车运行状态（delayPowerOut），汽车经过一个电池生命周期，将逐渐（queue3）进入电池更换状态（split），待汽车逐步（queue5）安装好新的电池后（combine1），只要满足汽车寿命要求（selectOutput），电池汽车开始新一轮运行（queue2）否则电动汽车将经过排队（queue7）、卸下电池（split1）、排队（queue8），从而最终报废（sink）。在这一排队系统中，还有两条排队是同时进行的：其一是，电动汽车更换的电池和分解的电池将同时得到回收处理（queue4），当电池未达到其翻新次数上限情况下（selectOutput2），会以概率的形式（selectOutput1）进行翻新处理，重新进入排队系统（delay1），等待重新使用（queue6），否则，回收的电池直接被废弃掉（sink1）；其二是，电动汽车在安装新电池开始新一轮运行情况下，包括两个路径可以选择（queue6、queue9）。
汽车和电池之间的配对，本文基于类模式，具体运用排队形式完成。系统中存在三条队，汽车队、电池队以及安装电池后的汽车电池队，通过三条队的合并与分离，如图1所示，queue，queue5和queue8表示汽车队，queue1，queue4，queue6和queue9代表电池队，queue2，queue3和queue7表示汽车电池队，因此汽车和电池就完成了配对，电池可以不断循环，汽车可以周而复始正常运行，直至汽车、电池报废。
基于仿真模型，本文进一步做仿真实验分析。
5仿真实验分析
因为AnyLogic 6 University是基于JAVA编写的，仿真程序可以编译生成Java Applets，支持Web页面上运行，因此，文章仿真所采用的平台为AnyLogic 6 University版。
在AnyLogic 6 University版中新建7个统计变量分别统计汽车总量、电池总量、报废汽车数量、报废电池数量、汽车重复使用二/三/四次电池数量，从而度量电动汽车电池回收情况进而得到报废车比例、报废电池比例以及二/三/四手电池使用比例。
仿真过程不考虑汽车电池更换时间以及电池从翻新到重新使用的时间，回收率设为1，其他设置与说明具体见表1。
电动汽车的发展目前还处于起步阶段，相关数据比较少。因此，本文在参考《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》[23]以及《新能源汽车动力电池行业深度研究》[24]数据的基础上做模拟仿真研究，仿真研究可以清楚发现各个
参量之间的数量关系。
5.1仿真实验
5.1.1仿真实验1：改变电池生产速率
取模型30次仿真结果的平均值（其它参数设置见表2）得到图3-a。
仿真结果的T检验（当电池生产速率为1，报废车数量为38，以此为例进行T检验）：
根据大数定律，样本量为30情况下，可以认为样本服从正态分布。根据样本的T检验置信区间（置信度为95%）：
（X—-t（α/2，df）Sn，X—+tα/2，dfSn）
其中，X—为样本均值，t为统计值，α为风险，df为自由度，S为样本标准差，n为样本数量。
则其置信区间为[36，39]。说明，模型95%的仿真结果位于区间[36，39]中，文章取均值X—=38做为模型仿真的最终值（下同）。
图3-a显示出，电池生产速率4的情况下，处在各种变化的分水岭上，报废车比例会处于最低点，而报废电池比例等其它指标情况会处于相对稳定的状态下；与此同时，电池速率从1变为2时候，对整体影响较大，报废车比例会迅速下降约10%，其它指标则会平均增加5%。
5.1.2仿真实验2：改变电动汽车生产速率
根据实验1中1∶4的生产比例（下同），研究汽车生产速率对整体的影响程度。取模型30次仿真结果的平均值，具体见图3-b（其它参数设置见表1）。
从图3-b可以看出，只要按照电动汽车生产速率：电池生产速率为1∶4比例安排生产，不管电动汽车生产速率如何变化，报废车比例、报废电池比例以及重复使用电池比例都会处于一个稳定的状态。
5.1.3仿真实验3：改变电池寿命
取模型30次仿真结果的平均值，具体见图3-c（其它参数设置见表1）。
从图3-c看出，报废电池比例和重复使用电池比例，会在电池寿命初始阶段变化明显：当电池寿命由12个月增加到24个月时候，报废电池降低12%左右，重复使用电池比例则平均降低4%左右；当其寿命增加到一定程度时候，如48、60个月情况下，各项指标虽然仍然处于下降状态，但变动不明显。另外，发现一个现象就是，报废车比例会随着电池寿命的变化而变化，其实这只是个假象。
5.1.4仿真实验4：改变汽车寿命
取模型30次仿真结果的平均值，具体见图3-d（其它参数设置见表1）。
图3-d可以发现，以汽车寿命120个月为基准，当汽车寿命变化增加60个月时候，报废车比例迅速下降约10%，而当汽车寿命减少60个月时候， 报废车比例则会增加20%之多；另外，报废电池比例以及重复使用电池比例变动不明显。
5.1.5仿真实验5：改变电池更新次数
取模型30次仿真结果的平均值，具体见图3-e（其它参数设置见表1）。
图3-e发现，电池更新次数从1增加到2情况下：报废电池比例会迅速下降15%，随着电池更新次数的增加，报废电池比例会缓慢下降，直到更新次数为4的时候，报废电池比例达到最低点；三手电池使用比例急剧增加20%左右，但随着更新次数增加保持不变。电池更新次数从2增加到3情况下：四手电池使用比例快速增长7%左右，也随着更新次数增加而保持不变。二手电池使用比例则会一直维持在50%左右。电池更新次数对报废车比例影响较小。
5.1.6仿真实验6：改变电池翻新率
取模型30次仿真结果的平均值，具体见图3-f（其它参数设置见表1）。
图3-f不难看出，当翻新率从0.5增加到0.9时候，报废电池比例会从70%左右迅速下降到只有16%之多，二/三/四手电池使用比例，则分别从43%提高到78%左右、17%提高到31%上下、6%提高到11%左右，几乎都是提高了一倍；与此同时，报废车的比例几乎没有发生变化。
5.2仿真结论
从以上仿真实验发现，电池和电动汽车生产速率、电池寿命、汽车寿命、电池翻新次数以及电池翻新率等因素对报废车比例、报废电池比例以及汽车重复使用电池比例等的影响程度差异比较明显，具体的：
5.2.1电池生产速率
实验1发现，电池生产速率4的情况为最优生产比例，因为电池生产速率4的情况下的报废车比例则会处于最低位，同时报废电池比例也不会出现高位的情况。电池生产速率在区间[1，2]变化对仿真结果的影响相对较大，分析原因是：电池生产速率对仿真结果的影响程度，会受到电池和汽车的相对寿命RL的约束（RL= Life（car，carID）） / Life（battery，batID）。在一个汽车生命周期内，RL越大（电池翻新次数固定），电池循环使用的次数越多，电池生产速率对仿真结果影响越大；反之，则反之。同时随着电池生产速率的持续增加，各项仿真结果变化不大，其原因也是电池和汽车的相对寿命RL的影响，此时RL=1。
5.2.2电动汽车生产速率
实验2的前提是，电动汽车生产速率与电池生产速率按照1∶4，2∶8，5∶20，10∶40以及20∶80的比例进行生产，由此导致结果的一致性，这样说明模型是可信的。
5.2.3电池寿命
从实验3可以看出，报废车的数量基本处于稳定状态，也说明了系统的可信性；电池寿命在区间[12，24][24，36]之间变化对仿真结果影响较大，分析原因也是电池和汽车的相对寿命RL的影响；报废车比例会随着电池寿命的变化而变化，原因是排队现象的产生，而排队情况的发生则根源来自于电池和汽车的相对寿命RL，当RL比较大时，需要大量的电池，RL比较小时，则需要少量的电池，本实验中报废车的数量是确定的，而排队进入系统的车会随着电池寿命的不断增加而逐渐减少，由此导致报废车比例出现下降趋势。
5.2.4汽车寿命
从实验4中可以看出电池的各种指标数值基本处于稳定状态，同样说明了系统的可信性；相对于区间[120，180]，区间[60，120]对电池各项指标影响稍微大一些，从绝对数量上看，后者对仿真结果的影响会更加明显，其原因与实验1和3相同，汽车寿命对仿真结果的影响同样受到电池和汽车的相对寿命RL的约束；另外从仿真结果还可发现，报废汽车数量及其比例直接受汽车寿命的影响。
5.2.5电池更新次数
实验5中，汽车的各种指标数值基本处于稳定状态，同样说明了系统的可信性；对于电池更新次数在区间[1，2]变化时，报废电池比例变化比较明显的原因同样是电池与汽车的相对寿命RL的影响；另外从仿真结果还可发现，电池更新次数越多，报废电池比例都会不同程度降低，综合考虑各种情况以及本实验的条件，当更新次数为4的情况下，系统处于最优状态。
5.2.6电池翻新率
实验6中，汽车的各种指标数值同样处于稳定状态，也说明了系统的可信性；同时从仿真结果总结出，电池翻新率对仿真结果的影响是数量级的，同时，随着翻新率的提高，这样影响会越来越大。
6研究结论
传统汽车行业对产业结构调整和环境保护，都提出了严俊挑战，发展电动汽车是提升汽车产业竞争力、保障能源安全和发展低碳经济的重要途径。但是，随着电动汽车产业发展，将来会产生大量电池，如何去回收处理电池必将是一个人们迟早要面对的问题，这就要求人们从总体上把握电池回收的机制，清楚哪些因素会影响电池回收以及这些因素对回收的影响程度等。
本文基于排队论，应用Anylogic仿真平台研究电池回收问题。研究得出了许多重要结论，如电动汽车生产速率与电池生产速率生产比例应为1∶4；电池更新次数为4次等。因此，人们需要：
（1）在实际生产中，我们应该按照电动汽车、电池生产比例进行生产，这样既可以减少报废电池和报废车的比例，更重要的是可以增加循环使用的电池数量及其比例，节省资源和保护环境；根据电池和电池汽车相对寿命情况，合理安排电动汽车和电池的生产速率，科学计算电池翻新次数等问题。
（2）在可以延长电池寿命的情况下，应该大力提倡这种技术，从根源上解决废旧电池的污染回收问题，节省生产电池的材料成本。但同时我们要衡量技术的投入产出问题，在不能延长电池寿命情况下，可以增加汽车重复使用电池比例，这样也可以减少电池生产量。只有对技术的投入产出做出准确度量，才能提供电动汽车产业持续发展的动力。汽车寿命面临同样的问题。
（3）在实际运营中，应该大力发展电池翻新技术，最大程度的实现电池的重复利用，节省材料投入，保护环境。
总之，本文的相关研究结论可以帮助人们在发展电动汽车产业同时，清楚哪些环节，哪些因素对电动汽车电池回收工作影响深远，实现电动汽车产业的可持续发展。
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