Endüstri, pillerin yeniden kullanıldığı, onarıldığı veya geri dönüştürüldüğü döngüsel bir değer zincirini teşvik ederek sera gazı emisyonlarını azaltabilir. Ancak bu, sektörler arası büyük bir çaba ve koordinasyon gerektirir.

Ekonomik engeller

Tarihsel fiyat zirveleri ve dalgalanmalar, ulusal düzenlemeler ve inşaat malzemesi kıtlığı, fabrika inşaatlarını önemli ölçüde geciktirebilir.

Uyumlaştırılmış üretim standartları ve yerel istihdama ve kapsayıcı diyaloglara güçlü bir vurgu bu engellerin bazılarını hafifletebilir. Mevzuat ve tedarik zinciri izlenebilirlik girişimleri de kaynak bulma uygulamalarının iyileştirilmesine yardımcı olabilir.

Malzemeler

Pil üretiminde kullanılan malzemeler kritik olabilir. En göze çarpan örnek, elektrikli bir otomobilin maliyetinin üçte ikisini oluşturan lityumdur.

Diğer hammadde kaygıları arasında doğal grafit, nikel ve fosfor yer alır. Bu metaller için madencilik altyapısı genel olarak iyi kurulmuş olsa da, eskiyen madenleri telafi edecek kadar hızlı yeni maden yatakları keşfedilmiyor. Sonuç olarak önümüzdeki yıllarda bazı hammadde sıkıntısı yaşanması bekleniyor.

Bir diğer potansiyel endişe ise operasyonların, çocuk çalıştırma ve zorla çalıştırma da dahil olmak üzere insan hakları ihlalleri yoluyla yerel topluluklar üzerinde olumsuz etkiler yaratabilmesidir. Örneğin kobalt, Çalışma Bakanlığı'nın çocuk işçiliği ve/veya zorla çalıştırma yoluyla üretilen ürünler listesinde yer alıyor.

Bu riskleri ele almanın en iyi yolu stratejik planlama ve tedarik zinciri çeşitlendirmesinden geçer. McKinsey, yerel hücrenin yüzde 90'ından fazlasını ve yerel aktif malzeme talebinin yüzde 80'ini kapsayan bölgesel merkezler etrafında dayanıklı bir küresel pil değer zincirinin oluşturulabileceğine inanıyor.

Hücre Tasarımı

Çeşitli hücre tasarımı seçenekleri pilin güvenilirliğini, güvenliğini ve performansını etkiler. Kutu veya kese, iç yalıtkanlar, başlıklar, havalandırma delikleri ve elektrot malzemelerinin hepsinin önemli etkileri vardır. Nominal olarak aynı görünen hücrelerin çok farklı davranış ve performans sergilediği standart bir lityum iyon hücresi diye bir şey yoktur.

Lityum iyon pillerde kullanılan elektrolit tuzu (LiPF6), üretim ve montaj sırasında suyla karıştırıldığında veya neme maruz kaldığında ayrışarak toksik hidroflorik asit (HF) oluşturur. HF oluşumunu önlemek için hücreler "kuru odalarda" üretilmekte ve monte edilmektedir.

Li-ion pillere yönelik küresel talep arttıkça, tedarik zinciri esnekliği giderek daha önemli hale geliyor. Bu, dikey entegrasyon, yerelleştirilmiş yukarı yönlü tedarik zinciri yönetimi, stratejik ortaklıklar ve üretim artışlarının sıkı planlanması yoluyla başarılabilir. Şirketler ayrıca sağlık, güvenlik, adil ticaret standartlarını ve çevre ve toplumsal kalkınma girişimlerini destekleyerek sürdürülebilir ve kapsayıcı bir sosyal etki oluşturulmasına yardımcı olabilirler. Bu, kullanılmış pillerin onarılabileceği, yeniden kullanılabileceği veya geri dönüştürülebileceği döngüsel bir değer zinciri oluşturmayı da içerir.

Hücrelerin Bağlanması

Çoğu Li-Pil Zinciri Bir araçtaki modüller, birden fazla hücrenin paralel bağlantılarıyla oluşturulur. Bu, yedek enerji yolları ekleyerek sistemin güvenilirliğini artırır. Ancak paralel dallar arasında akım dengesizliği yaratır ve eşit olmayan ısı üretimi ve hücreden hücreye direnç değişimi nedeniyle hücrelerin bozulmasını artırır.

Bu, bireysel paralel dallar arasında akü kapasitesini azaltan bir yaşlanma eğilimine yol açar ve en yüksek dal akımının hücrenin maksimum nominal şarj/deşarj akımını aşması durumunda bir güvenlik riski oluşturur (bkz. şekil 1c). Bu, diğer güvenlik cihazları devreye girmeden önce hücrenin aşırı ısınmasına neden olabilir.

Bunun üstesinden gelmek için modülün tasarımının, kaynak işlemi veya performansından ödün vermeden kaynaklı hücrelerin güvenli bir şekilde ayrılmasına izin vermesi gerekir. Bu, hücrelerin kaynak işleminden sonra kesilen iki ayrı birleştirme alanına sahip olacak şekilde tasarlanmasıyla yapılabilir. Ortaya çıkan bireysel hücreler daha sonra yeni pil ürünlerinde kullanılabilir.

Ambalajlama

Çoğu tehlikeli maddede olduğu gibi, lityum piller ve pille çalışan ekipmanlar da taşıma sırasında güvenliklerini sağlamak için özel ambalajlama gerektirir. Bu özellikler ulaşım şekline göre değişiklik gösterebilir.

Örneğin, trenle nakliye, tehlikeli malların taşınmasına ilişkin farklı bir dizi özel yönergenin karşılanmasını gerektirir. Bu düzenlemeler, Tehlikeli Malların Demiryoluyla Taşınması (RID) kılavuzlarında ayrıntılı olarak açıklanmaktadır; bu kılavuzlar, karayolu taşımacılığı için kullanılan ADR yönergeleriyle birleştirildiğinde etkili bir şekilde benzer ambalajlama, süreçler ve korumalar gerektirir.

Bu tip ambalajlar, hücreleri ve pilleri tamamen saran ve güçlü dış ambalajlara güvenli bir şekilde yerleştirilen iletken olmayan iç ambalajlar kullanarak kısa devrelere karşı koruma sağlar. Bu paketler ayrıca terminal kapaklarının gevşemesine neden olabilecek hareketi önlemek için dahili bölmeler içerir ve taşıma sırasında akünün kaymasını önlemek için bantlanır veya sabitlenir. Bu koruyucu önlemler UN3480 ve diğer tehlikeli madde yönergelerine uymaya yardımcı olur.