Priemysel by mohol znížiť emisie skleníkových plynov podporou kruhového hodnotového reťazca, v ktorom sa batérie opätovne používajú, opravujú alebo recyklujú. To si však vyžaduje obrovské medziodvetvové úsilie a koordináciu.

Ekonomické bariéry

Historické vrcholy cien a volatilita, národné predpisy a nedostatok stavebného materiálu môžu výrazne oneskoriť výstavbu tovární.

Harmonizované výrobné normy a silný dôraz na miestnu zamestnanosť a inkluzívny dialóg môžu zmierniť niektoré z týchto prekážok. Legislatíva a iniciatívy v oblasti vysledovateľnosti dodávateľského reťazca môžu tiež pomôcť zlepšiť postupy získavania zdrojov.

Materiály

Materiály používané pri výrobe batérií môžu byť kritické. Najvýraznejším príkladom je lítium, ktoré tvorí dve tretiny nákladov na elektromobil.

Medzi ďalšie obavy týkajúce sa surovín patrí prírodný grafit, nikel a fosfor. Zatiaľ čo ťažobná infraštruktúra je pre tieto kovy vo všeobecnosti dobre zavedená, nové ložiská sa neobjavujú dostatočne rýchlo, aby kompenzovali starnúce bane. V dôsledku toho sa v nasledujúcich rokoch očakáva určitý nedostatok surovín.

Ďalšou potenciálnou obavou je, že operácie môžu mať nepriaznivý vplyv na miestne komunity prostredníctvom porušovania ľudských práv vrátane detskej a nútenej práce. Kobalt je napríklad na zozname komodít ministerstva práce vyrábaných detskou a/alebo nútenou prácou.

Najlepším spôsobom riešenia týchto rizík je strategické plánovanie a diverzifikácia dodávateľského reťazca. McKinsey verí, že odolný globálny hodnotový reťazec batérií môže byť vybudovaný okolo regionálnych centier, ktoré pokrývajú viac ako 90 percent miestnych článkov a 80 percent lokálneho dopytu po aktívnom materiáli.

Bunkový dizajn

Spoľahlivosť, bezpečnosť a výkon batérie ovplyvňujú rôzne možnosti dizajnu článkov. Puzdro alebo vrecko, vnútorné izolátory, hlavičky, vetracie otvory a materiály elektród majú významný vplyv. Neexistuje nič také ako štandardný lítium-iónový článok, pričom články, ktoré sa nominálne javia ako rovnaké, vykazujú výrazne odlišné správanie a výkon.

Soľ elektrolytu používaná v lítium-iónových batériách (LiPF6) sa po zmiešaní s vodou alebo vystavení vlhkosti počas výroby a montáže rozkladá na toxickú kyselinu fluorovodíkovú (HF). Články sa vyrábajú a montujú v „suchých miestnostiach“, aby sa zabránilo tvorbe HF.

Ako sa celosvetový dopyt po lítium-iónových batériách zvyšuje, odolnosť dodávateľského reťazca sa stáva čoraz dôležitejšou. To možno dosiahnuť prostredníctvom vertikálnej integrácie, lokalizovaného riadenia dodávateľského reťazca, strategických partnerstiev a prísneho plánovania nábehov výroby. Spoločnosti môžu tiež pomôcť vytvoriť udržateľný a inkluzívny sociálny vplyv podporou zdravia, bezpečnosti, noriem spravodlivého obchodu a environmentálnych a komunitných rozvojových iniciatív. To zahŕňa vytvorenie kruhového hodnotového reťazca, v ktorom možno použité batérie opraviť, opätovne použiť alebo recyklovať.

Spojovacie bunky

Väčšina z Reťaz na Li-batériu moduly vo vozidle sú postavené s paralelným spojením viacerých článkov. To zvyšuje spoľahlivosť systému pridaním redundantných energetických ciest. Vytvára však prúdovú nerovnováhu medzi paralelnými vetvami a zvyšuje degradáciu buniek v dôsledku nerovnomerného vytvárania tepla a kolísania odporu medzi bunkami.

To vedie k gradientu starnutia medzi jednotlivými paralelnými vetvami, čo znižuje kapacitu batérie a predstavuje bezpečnostné riziko, ak najvyšší prúd vetvy prekročí maximálny menovitý nabíjací/vybíjací prúd článku (pozri obrázok 1c). To môže spôsobiť prehriatie článku skôr, ako sa aktivujú ostatné bezpečnostné zariadenia.

Aby sa to prekonalo, konštrukcia modulu musí umožňovať bezpečné oddelenie zváraných buniek bez ohrozenia zváracieho procesu alebo výkonu. To sa dá dosiahnuť tak, že články majú dve oddelené spojovacie oblasti, ktoré sa po procese zvárania odrežú. Výsledné jednotlivé články sa potom môžu použiť v nových batériových produktoch.

Balenie

Rovnako ako väčšina nebezpečného tovaru, aj lítiové batérie a zariadenia napájané z batérií vyžadujú špecifické balenie, aby sa zaistila ich bezpečnosť počas prepravy. Tieto špecifiká sa môžu líšiť v závislosti od spôsobu dopravy.

Napríklad preprava vlakom si vyžaduje splnenie iného súboru špecifických smerníc pre prepravu nebezpečného tovaru. Tieto predpisy sú podrobne uvedené v smerniciach pre prepravu nebezpečného tovaru po železnici (RID), ktoré v kombinácii s usmerneniami ADR používanými pre cestnú prepravu účinne vyžadujú podobné balenie, procesy a ochranu.

Tento typ balenia chráni pred skratmi použitím nevodivých vnútorných obalov, ktoré úplne uzatvárajú články a batérie a sú bezpečne umiestnené v pevných vonkajších obaloch. Tieto balenia tiež obsahujú vnútorné prepážky, ktoré zabraňujú pohybu, ktorý by mohol uvoľniť kryty svoriek, a sú prelepené páskou alebo zaistené, aby sa zabránilo posunutiu batérie počas prepravy. Tieto ochranné opatrenia pomáhajú dodržiavať UN3480 a ďalšie smernice o nebezpečných látkach.