Industrien kan reducere drivhusgasemissioner ved at fremme en cirkulær værdikæde, hvor batterier genbruges, repareres eller genanvendes. Dette kræver dog en massiv tværfaglig indsats og koordinering.

Økonomiske barrierer

Historiske pristoppe og volatilitet, nationale regler og mangel på byggematerialer kan dramatisk forsinke fabriksbyggeri.

Harmoniserede fremstillingsstandarder og en stærk vægt på lokal beskæftigelse og inkluderende dialoger kan afbøde nogle af disse barrierer. Lovgivning og initiativer til sporbarhed i forsyningskæden kan også hjælpe med at forbedre indkøbspraksis.

Materialer

De materialer, der bruges til batteriproduktion, kan være kritiske. Det mest fremtrædende eksempel er lithium, som står for to tredjedele af prisen på en elbil.

Andre råvareproblemer omfatter naturlig grafit, nikkel og fosfor. Mens mineinfrastruktur generelt er veletableret for disse metaller, opdages nye forekomster ikke hurtigt nok til at opveje aldrende miner. Som følge heraf forventes der en vis mangel på råvarer i de kommende år.

En anden potentiel bekymring er, at operationer kan have ugunstige konsekvenser for lokalsamfund gennem menneskerettighedskrænkelser, herunder børne- og tvangsarbejde. Kobolt er for eksempel på Department of Labors liste over varer produceret af børne- og/eller tvangsarbejde.

Den bedste måde at håndtere disse risici på er gennem strategisk planlægning og diversificering af forsyningskæden. McKinsey mener, at en robust global batteriværdikæde kan bygges op omkring regionale hubs, der dækker mere end 90 procent af den lokale celle og 80 procent af den lokale efterspørgsel efter aktivt materiale.

Celledesign

Forskellige celledesignvalg påvirker batteriets pålidelighed, sikkerhed og ydeevne. Etuiet eller posen, interne isolatorer, samlinger, udluftningsporte og elektrodematerialer har alle betydelige indvirkninger. Der er ikke sådan noget som en standard lithium-ion-celle, hvor celler, der nominelt fremstår ens, udviser vidt forskellig adfærd og ydeevne.

Elektrolytsaltet, der bruges i lithium-ion-batterier (LiPF6), nedbrydes og danner giftig flussyre (HF), hvis det blandes med vand eller udsættes for fugt under produktion og montering. Celler fremstilles og samles i "tørre rum" for at forhindre HF-dannelse.

Efterhånden som den globale efterspørgsel efter Li-ion-batterier opskaleres, bliver forsyningskædens modstandskraft stadig vigtigere. Dette kan opnås gennem vertikal integration, lokaliseret upstream-forsyningskædestyring, strategiske partnerskaber og stringent planlægning af produktions-ramp-ups. Virksomheder kan også hjælpe med at etablere en bæredygtig og inklusiv social påvirkning ved at støtte sundhed, sikkerhed, fair-trade-standarder og miljø- og samfundsudviklingsinitiativer. Dette inkluderer at skabe en cirkulær værdikæde, hvor brugte batterier kan repareres, genbruges eller genbruges.

Forbinde celler

Det meste af Li-batterikæde moduler i et køretøj er bygget med parallelle forbindelser af flere celler. Dette øger systemets pålidelighed ved at tilføje redundante energiveje. Det skaber imidlertid en strømubalance mellem parallelle forgreninger og øger nedbrydningen af ​​cellerne på grund af ulige varmeudvikling og celle-til-celle modstandsvariation.

Dette fører til en ældningsgradient mellem de enkelte parallelle forgreninger, hvilket reducerer batterikapaciteten og udgør en sikkerhedsrisiko, hvis den højeste forgreningsstrøm overstiger cellens maksimale nominelle lade-/afladningsstrøm (se figur 1c). Dette kan medføre, at cellen bliver overophedet, før resten af ​​sikkerhedsanordningerne aktiveres.

For at overvinde dette skal modulets design give mulighed for en sikker adskillelse af de svejste celler uden at kompromittere svejseprocessen eller ydeevnen. Dette kan gøres ved at designe cellerne til at have to separate sammenføjningsområder, som skæres efter svejseprocessen. De resulterende individuelle celler kan derefter bruges i nye batteriprodukter.

Emballage

Som med de fleste farlige varer kræver lithiumbatterier og batteridrevet udstyr specifik emballage for at sikre deres sikkerhed under transport. Disse specifikationer kan variere afhængigt af transportformen.

For eksempel kræver forsendelse via tog, at man opfylder et andet sæt specifikke retningslinjer for transport af farligt gods. Disse regler er detaljeret i retningslinjerne for transport af farligt gods med jernbane (RID), som, når de kombineres med ADR-retningslinjerne, der bruges til vejtransport, effektivt kræver lignende emballage, processer og beskyttelse.

Denne type emballage beskytter mod kortslutninger ved at bruge ikke-ledende indvendige emballager, der fuldstændig omslutter celler og batterier og er sikkert placeret i stærke ydre emballager. Disse pakker inkluderer også interne skillevægge for at forhindre bevægelse, der kan løsne terminalhætterne, og de er tapede eller fastgjort for at forhindre batteriet i at flytte sig under transport. Disse beskyttelsesforanstaltninger hjælper med at overholde UN3480 og andre fareretningslinjer.