업계는 배터리를 재사용, 수리 또는 재활용하는 순환 가치 사슬을 육성함으로써 온실가스 배출을 줄일 수 있습니다. 그러나 이를 위해서는 업계 간 대규모 노력과 조정이 필요합니다.

경제적 장벽

역사적 가격 정점과 변동성, 국가 규제, 건축 자재 부족으로 인해 공장 건설이 크게 지연될 수 있습니다.

조화로운 제조 표준과 현지 고용 및 포괄적인 대화에 대한 강한 강조는 이러한 장벽 중 일부를 완화할 수 있습니다. 입법 및 공급망 추적성 이니셔티브도 소싱 관행을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

재료

배터리 생산에 사용되는 재료는 매우 중요할 수 있습니다. 가장 대표적인 사례가 전기차 가격의 3분의 2를 차지하는 리튬이다.

기타 원자재 관련 우려 사항으로는 천연 흑연, 니켈, 인 등이 있습니다. 이러한 금속에 대한 채굴 인프라는 일반적으로 잘 구축되어 있지만, 노후된 광산을 상쇄할 만큼 새로운 매장량이 신속하게 발견되지는 않습니다. 결과적으로, 향후 몇 년 동안 일부 원자재 부족이 예상됩니다.

또 다른 잠재적인 우려는 사업 운영이 아동 노동, 강제 노동 등 인권 침해를 통해 지역 사회에 불리한 영향을 미칠 수 있다는 점입니다. 예를 들어, 코발트는 노동부의 아동 노동 및/또는 강제 노동으로 생산된 상품 목록에 포함되어 있습니다.

이러한 위험을 해결하는 가장 좋은 방법은 전략적 계획과 공급망 다각화를 통해서입니다. McKinsey는 탄력적인 글로벌 배터리 가치 사슬이 지역 셀의 90% 이상과 지역 활물질 수요의 80% 이상을 포괄하는 지역 허브를 중심으로 구축될 수 있다고 믿습니다.

셀 디자인

다양한 셀 설계 선택은 배터리 신뢰성, 안전성 및 성능에 영향을 미칩니다. 케이스나 파우치, 내부 절연체, 헤더, 통풍구, 전극 재료 모두 중요한 영향을 미칩니다. 표준 리튬 이온 셀과 같은 것은 없습니다. 명목상 동일하게 보이는 셀은 크게 다른 동작과 성능을 나타냅니다.

리튬이온 배터리(LiPF6)에 사용되는 전해질 염은 생산 및 조립 과정에서 물과 혼합되거나 습기에 노출되면 분해되어 독성이 있는 불화수소산(HF)을 형성합니다. 셀은 HF 형성을 방지하기 위해 "건조실"에서 제조 및 조립됩니다.

리튬 이온 배터리에 대한 글로벌 수요가 증가함에 따라 공급망 탄력성이 점점 더 중요해지고 있습니다. 이는 수직적 통합, 현지화된 업스트림 공급망 관리, 전략적 파트너십 및 엄격한 제조 증가 계획을 통해 달성할 수 있습니다. 기업은 또한 건강, 안전, 공정 거래 기준, 환경 및 지역 사회 개발 계획을 지원함으로써 지속 가능하고 포용적인 사회적 영향을 구축하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 여기에는 사용한 배터리를 수리, 재사용 또는 재활용할 수 있는 순환 가치 사슬 생성이 포함됩니다.

세포 연결하기

대부분의 리튬 배터리 체인 차량의 모듈은 여러 셀의 병렬 연결로 제작됩니다. 이는 중복 에너지 경로를 추가하여 시스템의 신뢰성을 높입니다. 그러나 이는 병렬 분기 사이에 전류 불균형을 일으키고 불균등한 열 발생과 셀 간 저항 변화로 인해 셀 성능 저하를 증가시킵니다.

이로 인해 개별 병렬 분기 간의 노화 구배가 발생하여 배터리 용량이 감소하고 가장 높은 분기 전류가 셀의 최대 정격 충전/방전 전류를 초과하는 경우 안전 위험이 발생합니다(그림 1c 참조). 이로 인해 나머지 안전 장치가 활성화되기 전에 셀이 과열될 수 있습니다.

이를 극복하려면 용접 프로세스나 성능을 저하시키지 않으면서 용접 셀을 안전하게 분리할 수 있도록 모듈을 설계해야 합니다. 이는 용접 공정 후에 절단되는 두 개의 별도 결합 영역을 갖도록 셀을 설계함으로써 수행될 수 있습니다. 그 결과 생성된 개별 셀은 새로운 배터리 제품에 사용될 수 있습니다.

포장

대부분의 위험물과 마찬가지로 리튬 배터리 및 배터리 구동 장비는 운송 중 안전을 보장하기 위해 특정 포장이 필요합니다. 이러한 세부 사항은 운송 방식에 따라 달라질 수 있습니다.

예를 들어, 기차를 통한 배송에는 위험물 운송에 대한 다양한 특정 지침을 충족해야 합니다. 이러한 규정은 철도로 위험물 운송(RID) 지침에 자세히 설명되어 있으며, 도로 운송에 사용되는 ADR 지침과 결합할 경우 유사한 포장, 프로세스 및 보호가 효과적으로 요구됩니다.

이러한 유형의 포장은 셀과 배터리를 완전히 감싸고 튼튼한 외부 포장에 안전하게 배치되는 비전도성 내부 포장을 활용하여 단락을 방지합니다. 또한 이러한 패키지에는 터미널 캡이 느슨해질 수 있는 움직임을 방지하기 위한 내부 파티션이 포함되어 있으며, 이동 중에 배터리가 이동하는 것을 방지하기 위해 테이프로 고정되거나 고정되어 있습니다. 이러한 보호 조치는 UN3480 및 기타 유해 물질 지침을 준수하는 데 도움이 됩니다.