随着经济的发展和社会的不断进步，手机成为了每个人必不可少的物品。随着手机产品的快速更新换代，价格越来越低，人们很快就将原有的手机淘汰掉，更换功能性强的产品，淘汰掉的手机电池会被浪费，甚至造成环境污染。权威统计显示, 全球移动用户更换新手机的周期平均在2年左右, 而在一些经济较为发达的国家和地区, 用户更换手机的周期更短^[1]。消费者联盟采用自己的电子产品进行测试，调查消费者的数据以及对现有电子废物回收计划的研究和分析，来评估需要进行的更换，减少电子垃圾的产生，并设法再利用和回收更大数量的此类的废弃物^[2]。

手机电池是一种存储及转换能量的装置。手机一般使用的都是化学电池，主要通过化学反应将化学能转换为电能。化学电池大多为干电池、蓄电池、小型和微型电池^[3]。目前，大部分手机电池都是锂离子电池。1990年日本索尼能源技术公司以MnO₂和锂盐Li₂CO₃为主要原料，首次制得锂离子电池^[4]。相比于镍氢电池和镍镉电池，锂离子电池的能量密度高、工作寿命长、可充放电次数多且不易产生记忆效应。该设计所用的旧电池主要为锂电池。

大量的旧锂离子电池带来了严重的资源浪费和环境污染问题。我国对于旧电池的回收和利用处于初级发展阶段，电池的回收率仅有1%，大量的电池都随生活垃圾一起被填埋或焚烧。发达国家的回收技术普遍较我国先进，如日本干法处理、瑞士热处理、德国真空热处理法等^[5]。目前我国公众对废旧电池的危害性还缺乏认知，对处理方式也没有明确的概念。因此，我们设计了一种旧手机电池的二次利用装置。

1 设计思路

目前，很少有一种装置可使旧手机电池发挥剩余价值。据研究显示，与新电池相比，锂离子电池的充电容量为62%~90%。Schneider E.L.等人在与原型制造相关的学术活动中通过再利用来促进电池的有效使用，并设计了照明器和便携式电源的结构^[6]。罗兆军等人利用旧手机电池设计了一种节能环保LED小台灯^[7]。朱宪忠等人设计了一种太阳能手机充电器的电路^[8]。但是目前来说，对旧手机电池的综合利用还是少之又少。为了弥补现有技术的不足，我们提供了一种结构简单、使用方便、安全可靠、可适于不同大小电池的旧手机电池利用装置。

1.1 设计装置的技术方案

首先，设计一种旧手机电池利用装置，其特征是：盒体内部一侧设有若干对正极接点和负极接点，另一侧对应设有若干弹簧；每对正极接点和负极接点分别安装于一个第一滑块上，第一滑块插设于第一滑轨上；弹簧安装于第二滑块上，第二滑块插设于第二滑轨上；盒体前侧面连接设有电源插头；盒体后侧面连接设有输出插孔，输出插孔连接设有调节开关；盒体左右两侧分别连接设有若干LED灯。图 1为装置的结构示意图。

第一滑块的安装示意图和第二滑块的安装示意图单独列出，如图 2所示。

电源插头连接有充电指示灯和充电完成指示灯，调节开关与输出插孔之间也设有输出指示灯。所述电源插头与盒体之间设有变压器。所述调节变压开关为三档。LED灯的连接也有相应的开关。

1.2 设计装置的增益效果

通过设计的旧手机电池利用装置，可用于对旧的手机电池进行充电。对电池充满电后可以将电能进行存储，用作移动电源。充电后可输出多档所需电压，可以对多种电压不同的电子产品进行供电。同时，盒体侧面的LED灯具有照明功能。盒体本身适应不同大小的旧手机电池，兼容性也更强。

2 具体实施方式

结合图 1和图 2说明该装置的具体实施方式如下：

该装置的盒体(图 1中1) 内部一侧设有若干对正极接点(图 1中2) 和负极接点(图 1中3)，另一侧对应设有若干弹簧(图 1中13)。每对正极接点和负极接点分别安装于一个第一滑块(图 2中14) 上，第一滑块插设于第一滑轨(图 2中15) 上；弹簧安装于第二滑块(图 2中17) 上，第二滑块插设于第二滑轨(图 2中16) 上。盒体前侧面连接设有电源插头(图 1中4)；盒体后侧面连接设有输出插孔(图 1中5)，输出插孔连接调节开关(图 1中6)；盒体左右两侧分别连接若干LED灯(图 1中7)。电源插头连接充电指示灯(图 1中8) 和充电完成指示灯(图 1中9)；调节开关与输出插孔设有输出指示灯(图 1中10)。电源插头与盒体之间设有变压器(图 1中11)。另外，调节开关为三档，LED灯连接有开关(图 1中12)。

将废旧电池依次放入盒体内部，分别对准正极接点和负极接点，将电源插头插入插座内，充电指示灯亮，提醒用户正在进行充电。从插座输入的电压为220 V，通过变压器降压输入电池中，当充电完成后，充电完成指示灯发亮，以提醒用户充电完成，随后拔下电源插头。当外出时，随身携带的手机、手电筒等没电时，可通过输出插孔给其充电，输出电能过程中输出指示灯会亮。输出电能时，可根据不同需要，推动调节开关，以输出不同的电压，调节开关共三档，可分别输出1.5 V、3.0 V和5.0 V电压。在外旅行或外出时，通过开关可打开LED灯，具有照明功能。电池后端顶于弹簧上，前端分别与正极接点和负极接点相连接。弹簧的设计可使其适用于多种长度的电池；对于不同宽度的电池，可同时移动第一滑块在第一滑轨上的位置和第二滑块在第二滑轨上的位置。盒体具有一定高度，对于不同厚度的电池均可使用。

在图 3和图 4分别为电压的输入和输出电路图。在充电线路部分设置了充电指示灯D1、充电完成指示灯D2和输出指示灯D3。同时，通过ILIM(电流限制门限调整)、NTC(温度热敏电阻)以及TMR(隧道磁电阻)等原件使装置保持较高的安全性。电源插头和盒体之间设有变压器，使用户充电的兼容性更好。

图 4为电压的输出电路图。如图所示，将输出电压调节开关S1设为三档，分别为1.5 V，3 V和5 V。可以给更多不同的电子设备进行充电。在电压输出电路中，设置了PGOOD(监控输出电压)、FB(反馈)以及LX(外部电感)，在完善电路的同时增加使用的安全性。

3 结论

设计了一种旧手机电池的二次利用装置。通过设计的盒体，将其当作移动电源和便携式光源。避免了大量旧手机电池乱丢乱放造成的资源浪费，还减少了由于旧电池的销毁而带来的一系列的环境污染。