Industria ar putea reduce emisiile de GES prin promovarea unui lanț valoric circular în care bateriile sunt reutilizate, reparate sau reciclate. Cu toate acestea, acest lucru necesită un efort masiv și o coordonare intersectorială.

Bariere economice

Vârfurile istorice ale prețurilor și volatilitatea, reglementările naționale și penuria de materiale de construcție pot întârzia dramatic construirea fabricilor.

Standardele de producție armonizate și un accent puternic pe angajarea locală și dialogurile incluzive pot atenua unele dintre aceste bariere. Legislația și inițiativele de trasabilitate a lanțului de aprovizionare pot contribui, de asemenea, la îmbunătățirea practicilor de aprovizionare.

Materiale

Materialele utilizate în producția de baterii pot fi critice. Cel mai proeminent exemplu este litiul, care reprezintă două treimi din costul unei mașini electrice.

Alte preocupări legate de materie primă includ grafitul natural, nichelul și fosforul. În timp ce infrastructura minieră este în general bine stabilită pentru aceste metale, noi zăcăminte nu sunt descoperite suficient de repede pentru a compensa mine învechite. În consecință, în următorii ani sunt așteptate unele lipsuri de materii prime.

O altă problemă potențială este că operațiunile pot avea impact nefavorabil asupra comunităților locale prin încălcări ale drepturilor omului, inclusiv prin munca forțată și a copiilor. Cobaltul, de exemplu, se află pe lista Departamentului Muncii cu mărfuri produse prin muncă forțată și/sau copiilor.

Cea mai bună modalitate de a aborda aceste riscuri este prin planificarea strategică și diversificarea lanțului de aprovizionare. McKinsey consideră că un lanț valoric global rezistent al bateriilor poate fi construit în jurul huburilor regionale care acoperă mai mult de 90% din cererea locală de celule și 80% din cererea locală de materiale active.

Design celular

Diverse alegeri de design al celulei influențează fiabilitatea, siguranța și performanța bateriei. Carcasa sau husa, izolatoarele interne, capturile, porturile de aerisire și materialele pentru electrozi au toate impacturi semnificative. Nu există o celulă standard cu ioni de litiu, cu celule care în mod nominal apar la fel, prezentând un comportament și performanță foarte diferite.

Sarea electrolitică utilizată în bateriile litiu-ion (LiPF6) se descompune pentru a forma acid fluorhidric toxic (HF) dacă este amestecată cu apă sau expusă la umiditate în timpul producției și asamblarii. Celulele sunt fabricate și asamblate în „camere uscate” pentru a preveni formarea HF.

Pe măsură ce cererea globală de baterii Li-ion crește, rezistența lanțului de aprovizionare devine din ce în ce mai importantă. Acest lucru poate fi realizat prin integrare verticală, management localizat în amonte a lanțului de aprovizionare, parteneriate strategice și planificare riguroasă a intensificărilor de producție. De asemenea, companiile pot contribui la stabilirea unui impact social durabil și incluziv prin sprijinirea sănătății, siguranței, standardelor de comerț echitabil și inițiativelor de dezvoltare comunitară și de mediu. Aceasta include crearea unui lanț valoric circular în care bateriile uzate pot fi reparate, refolosite sau reciclate.

Celulele de conectare

Cele mai multe dintre Lanț de baterie Li modulele dintr-un vehicul sunt construite cu conexiuni paralele ale mai multor celule. Acest lucru crește fiabilitatea sistemului prin adăugarea de căi de energie redundante. Cu toate acestea, creează un dezechilibru de curent între ramurile paralele și crește degradarea celulelor din cauza generării inegale de căldură și a variației rezistenței de la celulă la celulă.

Acest lucru duce la un gradient de îmbătrânire între ramurile paralele individuale care reduce capacitatea bateriei și prezintă un risc de siguranță dacă cel mai mare curent de ramificație depășește curentul maxim de încărcare/descărcare nominal al celulei (vezi figura 1c). Acest lucru poate determina supraîncălzirea celulei înainte ca restul dispozitivelor de siguranță să se activeze.

Pentru a depăși acest lucru, designul modulului trebuie să permită o separare sigură a celulelor sudate fără a compromite procesul de sudare sau performanța. Acest lucru se poate realiza prin proiectarea celulelor pentru a avea două zone separate de îmbinare care sunt tăiate după procesul de sudare. Celulele individuale rezultate pot fi apoi utilizate în produse de baterii noi.

Ambalare

Ca și în cazul majorității mărfurilor periculoase, bateriile cu litiu și echipamentele alimentate cu baterii necesită ambalaje specifice pentru a le asigura siguranța în timpul transportului. Aceste specificații pot varia în funcție de modul de transport.

De exemplu, transportul prin tren necesită îndeplinirea unui set diferit de linii directoare specifice pentru transportul mărfurilor periculoase. Aceste reglementări sunt detaliate în liniile directoare privind transportul mărfurilor periculoase pe calea ferată (RID), care, atunci când sunt combinate cu ghidurile ADR utilizate pentru transportul rutier, necesită în mod efectiv ambalaje, procese și protecții similare.

Acest tip de ambalaj protejează împotriva scurtcircuitelor prin utilizarea ambalajelor interioare neconductoare care înglobează complet celulele și bateriile și sunt plasate în siguranță în ambalaje exterioare puternice. Aceste pachete includ și partiții interioare pentru a preveni mișcarea care poate slăbi capacele terminalelor și sunt lipite sau asigurate pentru a preveni deplasarea bateriei în timpul transportului. Aceste măsuri de protecție ajută la conformitatea cu UN3480 și alte linii directoare privind substanțele periculoase.