این صنعت می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را با تقویت یک زنجیره ارزش دایره ای که در آن باتری ها استفاده مجدد، تعمیر یا بازیافت می شوند، کاهش دهد. با این حال، این نیاز به تلاش و هماهنگی گسترده بین صنعتی دارد.

موانع اقتصادی

اوج قیمت ها و نوسانات تاریخی، مقررات ملی و کمبود مصالح ساختمانی می تواند به طور چشمگیری ساخت کارخانه ها را به تاخیر بیندازد.

استانداردهای هماهنگ تولید و تاکید قوی بر اشتغال محلی و گفتگوهای فراگیر می تواند برخی از این موانع را کاهش دهد. قانون‌گذاری و طرح‌های ردیابی زنجیره تامین نیز می‌تواند به بهبود شیوه‌های منبع‌یابی کمک کند.

مواد

مواد مورد استفاده در تولید باتری می تواند حیاتی باشد. برجسته ترین نمونه لیتیوم است که دو سوم هزینه یک خودروی الکتریکی را به خود اختصاص می دهد.

سایر نگرانی های مواد خام شامل گرافیت طبیعی، نیکل و فسفر است. در حالی که زیرساخت های استخراج به طور کلی برای این فلزات به خوبی ایجاد شده است، ذخایر جدید به اندازه کافی سریع کشف نمی شوند تا معادن قدیمی را جبران کنند. در نتیجه انتظار می رود در سال های آینده مقداری کمبود مواد اولیه وجود داشته باشد.

نگرانی بالقوه دیگر این است که عملیات ممکن است از طریق نقض حقوق بشر، از جمله کودکان و کار اجباری، تأثیرات نامطلوبی بر جوامع محلی داشته باشد. به عنوان مثال، کبالت در فهرست کالاهای تولید شده توسط کودکان و/یا کار اجباری وزارت کار قرار دارد.

بهترین راه برای مقابله با این خطرات از طریق برنامه ریزی استراتژیک و تنوع زنجیره تامین است. مک کینزی بر این باور است که یک زنجیره ارزش جهانی باتری انعطاف‌پذیر را می‌توان در اطراف هاب‌های منطقه‌ای ایجاد کرد که بیش از 90 درصد سلول‌های محلی و 80 درصد تقاضای مواد فعال محلی را پوشش می‌دهند.

طراحی سلولی

انتخاب های مختلف طراحی سلول بر قابلیت اطمینان، ایمنی و عملکرد باتری تأثیر می گذارد. کیس یا کیسه، عایق‌های داخلی، هدرها، دریچه‌های هواکش و مواد الکترود همگی تأثیرات قابل‌توجهی دارند. چیزی به نام سلول لیتیوم یون استاندارد وجود ندارد، با سلول هایی که ظاهراً یکسان هستند و رفتار و عملکرد بسیار متفاوتی از خود نشان می دهند.

نمک الکترولیت مورد استفاده در باتری های لیتیوم یونی (LiPF6) در صورت مخلوط شدن با آب یا قرار گرفتن در معرض رطوبت در طول تولید و مونتاژ، تجزیه می شود و اسید هیدروفلوئوریک سمی (HF) را تشکیل می دهد. سلول ها برای جلوگیری از تشکیل HF در "اتاق های خشک" تولید و مونتاژ می شوند.

با افزایش تقاضای جهانی برای باتری های لیتیوم یون، انعطاف پذیری زنجیره تامین اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. این را می توان از طریق یکپارچه سازی عمودی، مدیریت زنجیره تامین بالادستی محلی، مشارکت های استراتژیک و برنامه ریزی دقیق برای افزایش تولید به دست آورد. شرکت‌ها همچنین می‌توانند با حمایت از سلامت، ایمنی، استانداردهای تجارت منصفانه، و طرح‌های توسعه زیست‌محیطی و اجتماعی، به ایجاد یک تأثیر اجتماعی پایدار و فراگیر کمک کنند. این شامل ایجاد یک زنجیره ارزش دایره ای است که در آن باتری های مستعمل می توانند تعمیر، استفاده مجدد یا بازیافت شوند.

سلول های متصل

بیشتر زنجیر باتری لیتیوم ماژول ها در یک وسیله نقلیه با اتصالات موازی چندین سلول ساخته می شوند. این امر قابلیت اطمینان سیستم را با افزودن مسیرهای انرژی اضافی افزایش می دهد. با این حال، عدم تعادل جریان بین شاخه های موازی ایجاد می کند و تخریب سلول ها را به دلیل تولید گرمای نابرابر و تغییر مقاومت سلول به سلول افزایش می دهد.

این منجر به شیب پیری بین شاخه‌های موازی منفرد می‌شود که ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد و اگر بالاترین جریان انشعاب از حداکثر جریان شارژ/تخلیه نامی سلول فراتر رود، خطر ایمنی ایجاد می‌کند (شکل 1c را ببینید). این می تواند باعث شود که سلول قبل از فعال شدن بقیه وسایل ایمنی بیش از حد گرم شود.

برای غلبه بر این مسئله، طراحی ماژول باید اجازه دهد تا سلول های جوش داده شده جداسازی ایمن بدون به خطر انداختن فرآیند یا عملکرد جوشکاری شود. این کار را می توان با طراحی سلول ها به گونه ای انجام داد که دارای دو ناحیه اتصال جداگانه باشند که پس از فرآیند جوشکاری بریده می شوند. سلول های منفرد به دست آمده را می توان در محصولات باتری جدید استفاده کرد.

بسته بندی

مانند بسیاری از کالاهای خطرناک، باتری‌های لیتیومی و تجهیزاتی که با باتری کار می‌کنند به بسته‌بندی خاصی نیاز دارند تا ایمنی آنها در حین حمل و نقل تضمین شود. این مشخصات می تواند بسته به نوع حمل و نقل متفاوت باشد.

به عنوان مثال، حمل و نقل از طریق قطار مستلزم رعایت مجموعه ای متفاوت از دستورالعمل های خاص برای حمل و نقل کالاهای خطرناک است. این مقررات در دستورالعمل‌های حمل و نقل کالاهای خطرناک از طریق راه‌آهن (RID) به تفصیل آمده است، که وقتی با دستورالعمل‌های ADR مورد استفاده برای حمل‌ونقل جاده‌ای ترکیب می‌شوند، عملاً نیازمند بسته‌بندی، فرآیندها و حفاظت‌های مشابه هستند.

این نوع بسته‌بندی با استفاده از بسته‌بندی‌های داخلی غیر رسانا که سلول‌ها و باتری‌ها را کاملاً محصور کرده و به طور ایمن در بسته‌بندی‌های بیرونی قوی قرار می‌گیرند، در برابر اتصال کوتاه محافظت می‌کند. این بسته‌ها همچنین شامل پارتیشن‌های داخلی برای جلوگیری از حرکتی هستند که ممکن است درپوش‌های ترمینال را شل کند، و برای جلوگیری از جابجایی باتری در حین حمل و نقل، نوار چسب یا محکم می‌شوند. این اقدامات حفاظتی به انطباق با UN3480 و سایر دستورالعمل های hazmat کمک می کند.