Cù a spinta versu l'energia pulita è a crescita di a dumanda di veiculi elettrici, i pruduttori anu bisognu di batterie - in particulare batterie di lithium-ion - più chè mai.Esempii di a transizione accelerata à i veiculi alimentati da batterie sò in ogni locu: u Serviziu Postale di i Stati Uniti hà annunziatu almenu u 40% di i so Veiculi di Consegna di Next Generation è altri veiculi cummirciali seranu veiculi elettrici, Amazon hà cuminciatu à aduprà furgoni di consegna Rivian in più di una decina di cità, è Walmart hà eseguitu un accordu per cumprà 4,500 furgoni elettrici di consegna.Cù ognuna di queste cunversione, a tensione nantu à a catena di furnimentu per e batterie s'intensifica.Questu articulu furnisce una visione generale di l'industria di e batterie di lithium-ion è i prublemi attuali di a catena di fornitura chì afectanu a produzzione è u futuru di queste batterie.
I. Lithium-Ion Battery Overview
L'industria di e batterie di lithium-ion s'appoghja assai nantu à a minera di materie prime è a produzzione di e batterie - e duie chì sò vulnerabili à l'interferenza di a catena di supply.
E batterie di lithium-ion sò principarmenti cumposti da quattru cumpunenti chjave: un catodu, anodu, separatore è elettrolitu, cum'è mostra in Figura 1. À un altu livellu, u catodu (u cumpunente chì pruduce ioni di lithium) hè cumpostu di oxidu di lithium.1 L'anodu (u cumpunente chì guarda l'ioni di lithium) hè generalmente fattu di grafite.L'elettrolitu hè un mediu chì permette u muvimentu liberu di i ioni di lithium chì hè cumpostu di sali, solventi è additivi.Infine, u separatore hè a barriera assoluta trà u catodu è l'anodu.
U catodu hè u cumpunente criticu pertinenti à questu articulu perchè hè quì chì i prublemi di a catena di supply chain sò più probabili di nasce.A cumpusizioni di u cathode dipende assai di l'applicazione di a bateria.2
Elementi richiesti di l'applicazione
Cellulari
Cameras
Laptops Cobalt è Lithium
Strumenti Power
Attrezzatura medica Manganese è Lithium
or
Nickel-Cobalt-Manganese è Lithium
or
Fosfatu è Lithium
Data a prevalenza è a dumanda cuntinuu di novi telefunini, camere è computer, u cobaltu è u litiu sò a materia prima più preziosa in a produzzione di batterie di lithium-ion è sò digià affruntate oghje interruzioni di a catena di supply.
Ci sò trè tappe cruciali in a produzzione di batterie di lithium-ion: (1) minera per a materia prima, (2) raffinazione di e materie prime, è (3) pruduzzione è fabricazione di e batterie stessi.In ognuna di queste tappe, ci sò prublemi di supply chain chì deve esse trattatu durante e negoziazioni contractuali piuttostu chè d'aspittà chì i prublemi surghjenu durante u cursu di a produzzione.
II.Problemi di a catena di fornitura in l'industria di e batterie
A. Pruduzzione
A Cina domina attualmente a catena di fornitura di batterie di lithium-ion glubale, pruducendu u 79% di tutte e batterie di lithium-ion entrate in u mercatu globale in 2021.3 U paese cuntrolla ancu u 61% di a raffinazione globale di lithium per u almacenamentu di batterie è i veiculi elettrici4 è u 100% di u trasfurmazioni. di grafite naturali usatu pi anodes batterie.5 China pusizioni duminanti in l 'industria batterie lithium-ion è elementi di terra rari assuciata hè causa di preoccupari tramindui à cumpagnii è guverni.
COVID-19, a guerra in Ucraina, è i disordini geopulitichi inevitabbili continueranu à affettà e catene di supply globale.Cum'è qualsiasi altra industria, u settore di l'energia hè statu è continuarà à esse affettatu da questi fattori.Cobalt, lithium, and nickel-materiali critichi in a produzzione di batterie-sò esposti à i risichi di a catena di furnimentu perchè a produzzione è a trasfurmazioni sò cuncentrati geograficamente è duminati da ghjuridizione chì sò stati affirmati di violazione di u travagliu è i diritti umani.Per infurmazione supplementaria, vede u nostru articulu nantu à a gestione di a disrupzione di a catena di fornitura in una era di risicu geopoliticu.
L'Argentina hè ancu in prima linea di a lotta mundiale per u litiu, postu chì attualmente cuntene 21% di e riserve mundiali cù solu duie mine in opera. influenza ulteriormente in a catena di furnimentu di lithium, cù tredeci mine pianificate è potenzalmentu decine di più in l'opere.
I paesi europei anu ancu aumentendu a so pruduzzione, cù l'Unione Europea pronta à diventà u sicondu più grande pruduttore di batterie di lithium-ion in u mondu per 2025 cù 11% di a capacità di produzzione glubale.7
Malgradu i sforzi recenti,8 i Stati Uniti ùn anu micca una presenza significativa in a minera o a raffinazione di metalli rari.Per via di questu, i Stati Uniti s'appoghjanu assai in fonti straniere per pruduce batterie di lithium-ion.In u ghjugnu 2021, u Dipartimentu di l'Energia di i Stati Uniti (DOE) hà publicatu una rivista di a catena di fornitura di batterie di grande capacità è hà cunsigliatu di stabilisce capacità di produzzione domestica è di trasfurmazioni per i materiali critichi per sustene una catena di fornitura di batterie cumpletamente domestica. tecnulugii sò assai dipendenti di fonti straniere insicure è instabili - chì necessitanu una crescita domestica di l'industria di e batterie.10 In risposta, u DOE hà publicatu dui avvisi d'intenzione in ferraghju 2022 per furnisce $ 2,91 miliardi per spinta a produzzione americana di batterie di lithium-ion chì sò critichi per cresce u settore di l'energia.11 U DOE hà intenzione di finanzà e piante di raffinazione è di pruduzzione per i materiali di batterie, impianti di riciclamentu è altre strutture di fabricazione.
A nova tecnulugia cambierà ancu u paisaghju di a produzzione di batterie di lithium-ion.Lilac Solutions, una sucietà di startup basata in California, offre tecnulugia chì pò ricuperà12 finu à u doppiu di lithium quant'è i metudi tradiziunali.13 In listessu modu, Princeton NuEnergy hè un altru startup chì hà sviluppatu un modu economicu è sustenibile per fà novi batterie da i vechji.14 Ancu s'ellu stu tipu di nova tecnulugia allistà u collu di a catena di supply chain, ùn cambia micca u fattu chì a produzzione di batterie di lithium-ion dipende assai da a dispunibilità di materia prima.U puntu di fondu ferma chì a produzzione di lithium esistenti in u mondu hè cuncentrata in Cile, Australia, Argentina è Cina.15 Cum'è indicatu in a Figura 2 quì sottu, a fiducia in i materiali di provenienza straniera hè prubabile di cuntinuà per i prossimi anni finu à u sviluppu di più. tecnulugia batterie chì ùn s'appoghjanu nant'à metalli terri rari.
Figura 2: Future Lithium Production Sources
B. Prezzu
In un articulu separatu, Lauren Loew di Foley hà discututu cumu l'aumentu di u prezzu di u litiu riflette l'aumentu di e dumande di batterie, cù u costu chì cresce di più di 900% dapoi u 2021.16 Questi aumenti di prezzu cuntinueghjanu postu chì l'inflazione resta à un altu di tutti i tempi.L'aumentu di i costi di e batterie di lithium-ion, accumpagnatu da l'inflazione, anu digià risultatu in l'aumentu di i prezzi di i veiculi elettrici.Per più infurmazione nantu à l'impattu di l'inflazione nantu à a supply chain, vede u nostru articulu Inflation Woes: Four Key Ways for Companies to Address Inflation in the Supply Chain.
I decisori volenu esse cuscenti di l'impattu di l'inflazione nantu à i so cuntratti chì implicanu batterie di lithium-ion."In i mercati di almacenamiento di energia ben stabiliti, cum'è i Stati Uniti, i costi più alti anu risultatu in certi sviluppatori chì cercanu di rinegozià i prezzi di u cuntrattu cù l'offtakers.Queste rinegoziazioni ponu piglià tempu è ritardà a cumissioni di u prugettu ".dice Helen Kou, un associu di almacenamiento di energia in a cumpagnia di ricerca BloombergNEF.17
C. Trasportu / Infiammabilità
E batterie di lithium-ion sò regulate cum'è materiale periculoso in u Dipartimentu di i Trasporti di i Stati Uniti (DOT) Regolamenti per i Materiali Periculi da u Dipartimentu di Trasportu Pipeline di i Stati Uniti è l'Amministrazione di Sicurezza di Materiali Periculi (PHMSA).A cuntrariu di e batterie standard, a maiò parte di e batterie di lithium-ion cuntenenu materiali inflammabili è anu una densità d'energia incredibilmente alta.In u risultatu, e batterie di lithium-ion ponu surriscaldamentu è ignite in certi cundizioni, cum'è un cortu circuitu, danni fisichi, design impropriu, o assemblea.Una volta ignited, lithium cell and battery fires pò esse difficiuli d'extinguish.18 In u risultatu, l'imprese anu da esse cuscenti di i risichi putenziali è evaluà e precautions degne quandu sò impegnati in transazzioni chì implicanu batterie di lithium-ion.
Finu a data, ùn ci hè micca una ricerca cunclusiva per determinà se i veiculi elettrici sò più propensi à u focu spontaneu cumparatu cù i veiculi tradiziunali.19 A ricerca mostra chì i veiculi elettrici anu solu 0,03% di probabilità di accensione, cumparatu cù i motori di combustione tradiziunali à 1,5% di probabilità di accensione. .20 I veiculi ibridi - chì anu una bateria d'alta tensione è un mutore di combustione interna - anu a più probabilità di un focu di veiculi à 3,4%.21
U 16 di ferraghju di u 2022, una nave di carica chì portava quasi 4 000 veiculi da a Germania à i Stati Uniti hà pigliatu u focu in l'Oceanu Atlanticu.22 Quasi duie settimane dopu, a nave di carica affondava in mezu à l'Atlanticu.Ancu s'ellu ùn ci hè micca una dichjarazione ufficiale in quantu à a rottura di i veiculi tradiziunali è elettrici à bordu, i veiculi di batterie di lithium-ion avarianu resu l'incendii più difficiuli di estinguere.
III.Cunclusioni
Quandu u mondu si move versu l'energia più pulita, e dumande è i prublemi chì implicanu a catena di fornitura cresceranu.Queste dumande devenu esse trattate u più prestu pussibule prima di eseguisce qualsiasi cuntrattu.Sè vo o a vostra cumpagnia sò implicati in transazzione induve e batterie di lithium-ion sò un cumpunente di materiale, ci sò ostaculi significativi di a catena di fornitura chì deve esse affrontati prima durante e negoziazioni riguardanti l'approvvigionamento di materie prime è i prublemi di prezzi.In vista di a dispunibilità limitata di materie prime è di e cumplessità implicate in u sviluppu di e mine di litiu, l'imprese duveranu cercà strade alternative per ottene litiu è altri cumpunenti critichi.L'imprese chì si basanu nantu à e batterie di lithium-ion anu da valutà è invistisce in tecnulugia chì hè economicamente viable è maximizeghja a viabilità è a riciclabilità di queste batterie per evità prublemi di supply-chain.In alternativa, l'imprese ponu entra in accordi pluriennali per u lithium.Tuttavia, datu a forte dipendenza da i metalli rari per a produzzione di batterie di lithium-ion, l'imprese duveranu cunsiderà assai l'approvvigionamentu di i metalli è altri prublemi chì ponu influenzà a minera è a raffinazione, cum'è i prublemi geopolitichi.
Tempu di pubblicazione: 24-sep-2022