Industrien kan redusere klimagassutslipp ved å fremme en sirkulær verdikjede der batterier gjenbrukes, repareres eller resirkuleres. Dette krever imidlertid en massiv tverrbransjeinnsats og koordinering.

Økonomiske barrierer

Historiske pristopper og volatilitet, nasjonale forskrifter og mangel på byggematerialer kan forsinke fabrikkbygging dramatisk.

Harmoniserte produksjonsstandarder og en sterk vektlegging av lokal sysselsetting og inkluderende dialoger kan dempe noen av disse barrierene. Lovgivning og initiativer for sporbarhet i forsyningskjeden kan også bidra til å forbedre innkjøpspraksis.

Materialer

Materialene som brukes i batteriproduksjon kan være kritiske. Det mest fremtredende eksemplet er litium, som står for to tredjedeler av prisen på en elbil.

Andre råvareproblemer inkluderer naturlig grafitt, nikkel og fosfor. Mens gruveinfrastruktur generelt er godt etablert for disse metallene, oppdages ikke nye forekomster raskt nok til å oppveie aldrende gruver. Som et resultat forventes det noe råvaremangel i løpet av de kommende årene.

En annen potensiell bekymring er at operasjoner kan ha ugunstige konsekvenser for lokalsamfunn gjennom menneskerettighetsbrudd, inkludert barne- og tvangsarbeid. Kobolt er for eksempel på Arbeidsdepartementets liste over varer produsert av barne- og/eller tvangsarbeid.

Den beste måten å håndtere disse risikoene på er gjennom strategisk planlegging og diversifisering av forsyningskjeden. McKinsey mener en robust global batteriverdikjede kan bygges rundt regionale knutepunkter som dekker mer enn 90 prosent av lokal celle og 80 prosent av lokal etterspørsel etter aktivt materiale.

Celledesign

Ulike celledesignvalg påvirker batteriets pålitelighet, sikkerhet og ytelse. Dekselet eller posen, interne isolatorer, topper, ventilasjonsåpninger og elektrodematerialer har alle betydelige innvirkninger. Det er ikke noe slikt som en standard litium-ion-celle, med celler som nominelt ser ut som det samme som viser vidt forskjellig oppførsel og ytelse.

Elektrolyttsaltet som brukes i litium-ion-batterier (LiPF6) brytes ned og danner giftig flussyre (HF) hvis det blandes med vann eller utsettes for fuktighet under produksjon og montering. Celler produseres og settes sammen i "tørre rom" for å hindre HF-dannelse.

Etter hvert som den globale etterspørselen etter Li-ion-batterier øker, blir forsyningskjedens motstandskraft stadig viktigere. Dette kan oppnås gjennom vertikal integrasjon, lokalisert oppstrøms forsyningskjedestyring, strategiske partnerskap og streng planlegging av produksjonsramper. Bedrifter kan også bidra til å etablere en bærekraftig og inkluderende sosial innvirkning ved å støtte helse, sikkerhet, fairtrade-standarder og miljø- og samfunnsutviklingsinitiativer. Dette inkluderer å lage en sirkulær verdikjede der brukte batterier kan repareres, gjenbrukes eller resirkuleres.

Koble til celler

Mesteparten av Li-batterikjede moduler i et kjøretøy er bygget med parallellkoblinger av flere celler. Dette øker påliteligheten til systemet ved å legge til redundante energibaner. Imidlertid skaper det en strømubalanse mellom parallelle grener og øker nedbrytningen av cellene på grunn av ulik varmeutvikling og celle-til-celle motstandsvariasjon.

Dette fører til en aldringsgradient mellom de enkelte parallelle grenene som reduserer batterikapasiteten og utgjør en sikkerhetsrisiko dersom den høyeste grenstrømmen overstiger cellens maksimale nominelle lade-/utladningsstrøm (se figur 1c). Dette kan føre til at cellen blir overopphetet før resten av sikkerhetsanordningene aktiveres.

For å overvinne dette, må utformingen av modulen tillate en sikker separasjon av de sveisede cellene uten å kompromittere sveiseprosessen eller ytelsen. Dette kan gjøres ved å designe cellene til å ha to separate sammenføyningsområder som kuttes etter sveiseprosessen. De resulterende individuelle cellene kan deretter brukes i nye batteriprodukter.

Emballasje

Som med de fleste farlig gods, krever litiumbatterier og batteridrevet utstyr spesifikk emballasje for å sikre deres sikkerhet under transport. Disse spesifikasjonene kan variere avhengig av transportmåten.

For eksempel krever frakt via tog å oppfylle et annet sett med spesifikke retningslinjer for transport av farlig gods. Disse forskriftene er detaljert i retningslinjene for transport av farlig gods med jernbane (RID), som, kombinert med ADR-retningslinjene som brukes for veitransport, effektivt krever lignende emballasje, prosesser og beskyttelse.

Denne typen emballasje beskytter mot kortslutninger ved å benytte ikke-ledende inneremballasje som helt omslutter celler og batterier og er trygt plassert i kraftig ytre emballasje. Disse pakkene inkluderer også interne skillevegger for å forhindre bevegelse som kan løsne terminalhettene, og de er teipet eller sikret for å forhindre at batteriet skifter under transport. Disse beskyttelsestiltakene bidrar til å overholde UN3480 og andre fareretningslinjer.