อุตสาหกรรมสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้โดยการส่งเสริมห่วงโซ่คุณค่าแบบหมุนเวียนซึ่งแบตเตอรี่ถูกนำมาใช้ซ้ำ ซ่อมแซม หรือรีไซเคิล อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ต้องใช้ความพยายามและการประสานงานข้ามอุตสาหกรรมครั้งใหญ่

อุปสรรคทางเศรษฐกิจ

ราคาสูงสุดและความผันผวนในอดีต กฎระเบียบภายในประเทศ และการขาดแคลนวัสดุก่อสร้างอาจทำให้การสร้างโรงงานล่าช้าได้อย่างมาก

มาตรฐานการผลิตที่สอดคล้องและการเน้นการจ้างงานในท้องถิ่นและการพูดคุยแบบมีส่วนร่วมสามารถบรรเทาอุปสรรคบางประการเหล่านี้ได้ ความคิดริเริ่มด้านกฎหมายและการตรวจสอบย้อนกลับของห่วงโซ่อุปทานยังสามารถช่วยปรับปรุงแนวทางปฏิบัติในการจัดหาได้อีกด้วย

วัสดุ

วัสดุที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคือลิเธียม ซึ่งคิดเป็นสองในสามของต้นทุนรถยนต์ไฟฟ้า

ข้อกังวลด้านวัตถุดิบอื่นๆ ได้แก่ กราไฟท์ธรรมชาติ นิกเกิล และฟอสฟอรัส แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วโครงสร้างพื้นฐานการขุดจะได้รับการยอมรับอย่างดีสำหรับโลหะเหล่านี้ แต่ก็ยังไม่สามารถค้นพบแหล่งใหม่ได้เร็วพอที่จะชดเชยกับเหมืองที่มีอายุมากขึ้น ส่งผลให้คาดว่าจะเกิดการขาดแคลนวัตถุดิบบางส่วนในช่วงหลายปีข้างหน้า

ข้อกังวลที่อาจเกิดขึ้นอีกประการหนึ่งก็คือ การดำเนินงานอาจส่งผลกระทบในทางลบต่อชุมชนท้องถิ่นผ่านการละเมิดสิทธิมนุษยชน รวมถึงเด็กและแรงงานบังคับ ตัวอย่างเช่น โคบอลต์อยู่ในรายชื่อสินค้าโภคภัณฑ์ที่ผลิตโดยเด็กและ/หรือแรงงานบังคับของกระทรวงแรงงาน

วิธีที่ดีที่สุดในการจัดการกับความเสี่ยงเหล่านี้คือการวางแผนเชิงกลยุทธ์และการกระจายห่วงโซ่อุปทาน McKinsey เชื่อว่าห่วงโซ่มูลค่าแบตเตอรี่ทั่วโลกที่ยืดหยุ่นสามารถสร้างขึ้นได้รอบๆ ศูนย์กลางระดับภูมิภาค ซึ่งครอบคลุมมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของเซลล์ในพื้นที่ และ 80 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการวัสดุที่ใช้งานในท้องถิ่น

การออกแบบเซลล์

ตัวเลือกการออกแบบเซลล์ต่างๆ ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ เคสหรือกระเป๋า ฉนวนภายใน ส่วนหัว ช่องระบายอากาศ และวัสดุอิเล็กโทรด ล้วนมีผลกระทบที่สำคัญ ไม่มีเซลล์ลิเธียมไอออนมาตรฐาน เนื่องจากเซลล์ที่ปรากฏชื่อเหมือนกันจะแสดงพฤติกรรมและประสิทธิภาพที่แตกต่างกันอย่างมาก

เกลืออิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LiPF6) จะสลายตัวเป็นกรดไฮโดรฟลูออริกที่เป็นพิษ (HF) หากผสมกับน้ำหรือสัมผัสกับความชื้นระหว่างการผลิตและการประกอบ เซลล์ได้รับการผลิตและประกอบใน "ห้องแห้ง" เพื่อป้องกันการเกิด HF

เนื่องจากความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลกเพิ่มมากขึ้น ความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทานจึงมีความสำคัญมากขึ้น สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการบูรณาการในแนวดิ่ง การจัดการห่วงโซ่อุปทานขั้นต้นน้ำในท้องถิ่น ความร่วมมือเชิงกลยุทธ์ และการวางแผนที่เข้มงวดในการเพิ่มกำลังการผลิต บริษัทต่างๆ ยังสามารถช่วยสร้างผลกระทบทางสังคมที่ยั่งยืนและครอบคลุมโดยการสนับสนุนด้านสุขภาพ ความปลอดภัย มาตรฐานการค้าที่เป็นธรรม และความริเริ่มในการพัฒนาสิ่งแวดล้อมและชุมชน ซึ่งรวมถึงการสร้างห่วงโซ่คุณค่าแบบวงกลมซึ่งสามารถซ่อมแซม ใช้ซ้ำ หรือรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วได้

การเชื่อมต่อเซลล์

ส่วนใหญ่ โซ่แบตเตอรี่ Li โมดูลในยานพาหนะถูกสร้างขึ้นด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานของหลายเซลล์ สิ่งนี้จะเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบโดยการเพิ่มเส้นทางพลังงานสำรอง อย่างไรก็ตาม มันสร้างความไม่สมดุลในปัจจุบันระหว่างกิ่งขนานและเพิ่มการเสื่อมสลายของเซลล์เนื่องจากการสร้างความร้อนไม่เท่ากันและความแปรผันของความต้านทานระหว่างเซลล์ต่อเซลล์

สิ่งนี้นำไปสู่การไล่ระดับตามอายุระหว่างกิ่งขนานแต่ละกิ่ง ซึ่งจะลดความจุของแบตเตอรี่และก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย หากกระแสกิ่งสูงสุดเกินกระแสประจุ/คายประจุพิกัดสูงสุดของเซลล์ (ดูรูปที่ 1c) ซึ่งอาจทำให้เซลล์ร้อนเกินไปก่อนที่อุปกรณ์ความปลอดภัยที่เหลือจะเปิดใช้งาน

เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ การออกแบบโมดูลจำเป็นต้องทำให้สามารถแยกเซลล์ที่เชื่อมได้อย่างปลอดภัย โดยไม่กระทบต่อกระบวนการเชื่อมหรือประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถทำได้โดยการออกแบบเซลล์ให้มีพื้นที่เชื่อมต่อแยกกัน 2 ส่วน และจะถูกตัดหลังจากกระบวนการเชื่อม จากนั้นเซลล์แต่ละเซลล์ที่ได้จะสามารถนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ใหม่ได้

บรรจุภัณฑ์

เช่นเดียวกับสินค้าอันตรายส่วนใหญ่ แบตเตอรี่ลิเธียมและอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จำเป็นต้องมีบรรจุภัณฑ์เฉพาะเพื่อความปลอดภัยในระหว่างการขนส่ง ข้อมูลเฉพาะเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการเดินทาง

ตัวอย่างเช่น การจัดส่งทางรถไฟจำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักเกณฑ์เฉพาะชุดอื่นสำหรับการขนส่งสินค้าอันตราย กฎระเบียบเหล่านี้มีรายละเอียดอยู่ในแนวทางปฏิบัติในการขนส่งสินค้าอันตรายทางรถไฟ (RID) ซึ่งเมื่อรวมกับแนวทาง ADR ที่ใช้สำหรับการขนส่งทางถนน จำเป็นต้องมีบรรจุภัณฑ์ กระบวนการ และการป้องกันที่คล้ายคลึงกันอย่างมีประสิทธิภาพ

บรรจุภัณฑ์ประเภทนี้ป้องกันการลัดวงจรโดยใช้บรรจุภัณฑ์ภายในที่ไม่นำไฟฟ้าซึ่งห่อหุ้มเซลล์และแบตเตอรี่ไว้อย่างสมบูรณ์ และวางไว้อย่างแน่นหนาในบรรจุภัณฑ์ด้านนอกที่แข็งแรง บรรจุภัณฑ์เหล่านี้ยังรวมถึงฉากกั้นภายในเพื่อป้องกันการเคลื่อนย้ายที่อาจจะทำให้ฝาปิดขั้วต่อหลุด และมีการติดเทปหรือยึดไว้เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เลื่อนระหว่างการขนส่ง มาตรการป้องกันเหล่านี้ช่วยให้ปฏิบัติตาม UN3480 และหลักเกณฑ์วัตถุอันตรายอื่นๆ