Joule：电子香烟锂电池
一次性电子烟普及现状
自2021年以来，一次性电子烟变得异常流行。许多人开始用它来替代传统香烟，其市场份额也在迅速增长。但伴随使用量的提升，一次性电子烟中的锂电池废弃及处理问题逐渐凸显。目前，针对这些电池的回收与再利用的研究尚不充分。
当用户丢弃电子烟，锂离子电池也会一同被抛弃。这些废弃的电池可能潜藏隐患，且含有未被充分挖掘的价值，这些问题亟待解决。
锂电池结构与电压情况
电子烟的锂电池构造并不复杂，主要由充电和储存电力的两个部分构成。新购买的电子烟电池，其电压通常在4.1至4.2伏特之间。虽然外表看似简单，但内部的电极层等部分却存在不少问题。
电极层没有完全对齐，正极与铜集流体的接合处也不够紧密。操作不慎或者使用过于频繁，这种不匹配状况可能会导致安全隐患。
性能循环测试情况
为了检验电子烟电芯的效能，研究团队挑选了四种不同型号的电芯，并使用不同的放电倍率进行连续的循环测试，这些倍率包括C/5、C/2、1C和2C。测试持续到电芯容量降至初始充放电量的80%，或者循环次数达到150次。鉴于有关电池安全操作的资料较为有限，实验中选用的最大放电倍率为1C。
测试结果显示，一次性电子烟的电池在频繁使用中表现良好。即便是在2C的高倍率充放电下，电池在经过大约400次充放电后，其容量依然能够维持在初始值的80%以上。此外，即便是在1C倍率下充放电474次，电池的容量依旧保持在80%这个水平。
电池安全特性研究
作者为了探究一次性电子烟的安全性，对充满电的电池进行了穿刺测试。在实验过程中，热电偶显示电池表面的最高温度达到了495摄氏度。尽管电池外壳看似已经进行了绝缘处理，但仍然存在超过270摄氏度的潜在高温危险。
高温会对人体造成严重烧伤，甚至可能触发动火和安全事故。CT扫描显示，电池整体保持完好，内部并未发现分解物泄漏。然而，电子烟的扫描图揭示，海绵材料大部分已分解，这可能是由于塑料在高温下熔化所致。
电池二次利用价值
研究结果揭示，一次性电子烟所用的锂电池确实含有回收利用的潜力。在电量大幅下降之前，这些电池能承受数百次充放电循环。那些标榜为一次性产品的电池，实际上完全能够多次充电使用。
这些物品仍有被利用的价值，若能妥善回收，或许能降低资源浪费和环境污染。
电池潜在危害与结论
一次性电子烟的电池若充电操作不正确，在完全充满电的情况下，对健康构成较大的风险。尽管这些电池是可以重复使用的，但它们可能存在电极层未正确排列等潜在隐患，同时，穿刺实验还可能造成高温，因此在使用和回收过程中都必须格外谨慎。
作者提到，这些电池采取一次性销售，可能出于不希望遵守充电电池的安全规范，尽管它们含有可回收材料。这让我们思考，在电子烟行业的发展过程中，是否需要对一次性锂电池的回收和再利用制定更严格的标准和指导？
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