Com o impulso em direção à energia limpa e o aumento da demanda por veículos elétricos, os fabricantes precisam de baterias – especificamente baterias de íons de lítio – mais do que nunca.Exemplos da transição acelerada para veículos movidos a bateria estão por toda parte: o Serviço Postal dos Estados Unidos anunciou que pelo menos 40% de seus veículos de entrega de próxima geração e outros veículos comerciais serão veículos elétricos, a Amazon começou a usar vans de entrega Rivian em mais de uma dúzia de cidades, e Walmart assinaram um acordo para comprar 4.500 vans elétricas de entrega.Com cada uma dessas conversões, a tensão na cadeia de suprimentos de baterias se intensifica.Este artigo fornecerá uma visão geral do setor de baterias de íons de lítio e os problemas atuais da cadeia de suprimentos que afetam a produção e o futuro dessas baterias.
I. Visão geral da bateria de íon de lítio
A indústria de baterias de íon-lítio depende muito da mineração de matérias-primas e da produção das baterias – ambas vulneráveis à interferência na cadeia de suprimentos.
As baterias de íons de lítio são compostas principalmente por quatro componentes principais: um cátodo, ânodo, separador e eletrólito, conforme mostrado na Figura 1. Em um nível alto, o cátodo (o componente que produz íons de lítio) é composto de óxido de lítio.1 O ânodo (o componente que armazena os íons de lítio) é geralmente feito de grafite.O eletrólito é um meio que permite a livre movimentação dos íons de lítio, composto por sais, solventes e aditivos.Finalmente, o separador é a barreira absoluta entre o cátodo e o ânodo.
O cátodo é o componente crítico relevante para este artigo porque é onde os problemas da cadeia de suprimentos são mais prováveis de surgir.A composição do cátodo depende muito da aplicação da bateria.2
Elementos Necessários do Aplicativo
Celulares
Máquinas fotográficas
Notebooks Cobalto e Lítio
Ferramentas elétricas
Equipamentos Médicos Manganês e Lítio
or
Níquel-Cobalto-Manganês e Lítio
or
Fosfato e Lítio
Dada a prevalência e a demanda contínua por novos telefones celulares, câmeras e computadores, o cobalto e o lítio são as matérias-primas mais valiosas na produção de baterias de íons de lítio e já enfrentam interrupções na cadeia de suprimentos hoje.
Existem três etapas cruciais na produção de baterias de íons de lítio: (1) mineração de matérias-primas, (2) refinamento das matérias-primas e (3) produção e fabricação das próprias baterias.Em cada um desses estágios, há problemas na cadeia de suprimentos que devem ser abordados durante as negociações contratuais, em vez de esperar que os problemas surjam durante o curso da produção.
II.Problemas da cadeia de suprimentos no setor de baterias
A. Produção
Atualmente, a China domina a cadeia global de fornecimento de baterias de íons de lítio, produzindo 79% de todas as baterias de íons de lítio que entraram no mercado global em 2021.3 O país controla ainda 61% do refino global de lítio para armazenamento de baterias e veículos elétricos4 e 100% do processamento de grafite natural usado para ânodos de bateria.5 A posição dominante da China na indústria de baterias de íon-lítio e elementos de terras raras associados é motivo de preocupação para empresas e governos.
A COVID-19, a guerra na Ucrânia e a inevitável agitação geopolítica continuarão a afetar as cadeias de suprimentos globais.Assim como qualquer outra indústria, o setor de energia foi e continuará sendo impactado por esses fatores.Cobalto, lítio e níquel – materiais críticos na produção de baterias – estão expostos a riscos na cadeia de suprimentos porque a produção e o processamento estão geograficamente concentrados e dominados por jurisdições que alegadamente violam direitos trabalhistas e humanos.Para obter informações adicionais, consulte nosso artigo Gerenciando a interrupção da cadeia de suprimentos em uma era de risco geopolítico.
A Argentina também está na vanguarda da disputa global por lítio, já que atualmente responde por 21% das reservas mundiais com apenas duas minas em operação.6 Semelhante à China, a Argentina detém um poder significativo na mineração de matérias-primas e planeja expandir sua influência ainda mais na cadeia de fornecimento de lítio, com treze minas planejadas e potencialmente dezenas mais em obras.
Os países europeus também estão aumentando sua produção, com a União Europeia pronta para se tornar o segundo maior produtor de baterias de íons de lítio do mundo até 2025, com 11% da capacidade de produção global.7
Apesar dos esforços recentes,8 os Estados Unidos não têm uma presença significativa na mineração ou refino de metais de terras raras.Por causa disso, os Estados Unidos dependem fortemente de fontes estrangeiras para produzir baterias de íons de lítio.Em junho de 2021, o Departamento de Energia dos EUA (DOE) publicou uma revisão da cadeia de suprimentos de baterias de grande capacidade e recomendou o estabelecimento de capacidades domésticas de produção e processamento de materiais críticos para apoiar uma cadeia de suprimentos de baterias totalmente doméstica. as tecnologias são altamente dependentes de fontes estrangeiras inseguras e instáveis, o que exige o crescimento doméstico da indústria de baterias. crescimento do setor de energia.11 O DOE pretende financiar plantas de refino e produção de materiais de bateria, instalações de reciclagem e outras instalações de fabricação.
A nova tecnologia também mudará o cenário da produção de baterias de íons de lítio.A Lilac Solutions, uma startup sediada na Califórnia, oferece tecnologia que pode recuperar12 até duas vezes mais lítio do que os métodos tradicionais.13 Da mesma forma, a Princeton NuEnergy é outra startup que desenvolveu uma maneira barata e sustentável de fabricar novas baterias a partir das antigas.14 Embora esse tipo de nova tecnologia facilite o gargalo da cadeia de suprimentos, isso não muda o fato de que a produção de baterias de íons de lítio depende muito da disponibilidade de matéria-prima.A conclusão é que a produção de lítio existente no mundo está concentrada no Chile, Austrália, Argentina e China.15 Conforme indicado na Figura 2 abaixo, a dependência de materiais de origem estrangeira provavelmente continuará nos próximos anos até o desenvolvimento de tecnologia de bateria que não depende de metais de terras raras.
Figura 2: Futuras Fontes de Produção de Lítio
B. Preço
Em um artigo separado, Lauren Loew, da Foley, discutiu como o aumento do preço do lítio reflete o aumento da demanda por baterias, com o custo subindo mais de 900% desde 2021.16 Esses aumentos de preços continuam, pois a inflação permanece em alta histórica.Os custos crescentes das baterias de íon-lítio, aliados à inflação, já resultaram em aumentos nos preços dos veículos elétricos.Para obter informações adicionais sobre o impacto da inflação na cadeia de suprimentos, consulte nosso artigo Inflation Woes: Four Key Ways for Companies to Inflation in the Supply Chain.
Os tomadores de decisão vão querer estar cientes do impacto da inflação em seus contratos envolvendo baterias de íons de lítio.“Em mercados de armazenamento de energia bem estabelecidos, como os EUA, os custos mais altos resultaram em alguns desenvolvedores procurando renegociar os preços dos contratos com os compradores.Essas renegociações podem levar tempo e atrasar o comissionamento do projeto.”diz Helen Kou, associada de armazenamento de energia da empresa de pesquisa BloombergNEF.17
C. Transporte/Inflamabilidade
As baterias de íon de lítio são regulamentadas como um material perigoso de acordo com os Regulamentos de Materiais Perigosos do Departamento de Transporte dos EUA (DOT) pela Administração de Segurança de Oleodutos e Materiais Perigosos do Departamento de Transporte dos EUA (PHMSA).Ao contrário das baterias padrão, a maioria das baterias de íons de lítio contém materiais inflamáveis e tem uma densidade de energia incrivelmente alta.Como resultado, as baterias de íon-lítio podem superaquecer e incendiar sob certas condições, como curto-circuito, danos físicos, projeto ou montagem inadequados.Uma vez aceso, pode ser difícil extinguir incêndios em células e baterias de lítio.18 Como resultado, as empresas precisam estar cientes dos riscos potenciais e avaliar as devidas precauções ao se envolverem em transações envolvendo baterias de íon-lítio.
Até o momento, não há pesquisas conclusivas para determinar se os veículos elétricos são mais propensos a incêndios espontâneos em comparação com os veículos tradicionais. .20 Veículos híbridos—que têm uma bateria de alta tensão e um motor de combustão interna—têm a maior probabilidade de incêndio em 3,4%.21
Em 16 de fevereiro de 2022, um cargueiro que transportava quase 4.000 veículos da Alemanha para os Estados Unidos pegou fogo no Oceano Atlântico.22 Quase duas semanas depois, o cargueiro afundou no meio do Atlântico.Embora não haja uma declaração oficial sobre o colapso dos veículos tradicionais e elétricos a bordo, os veículos com bateria de íons de lítio teriam dificultado a extinção dos incêndios.
III.Conclusão
À medida que o mundo avança em direção a uma energia mais limpa, as questões e questões envolvendo a cadeia de suprimentos crescerão.Essas questões devem ser abordadas o mais rápido possível antes da execução de qualquer contrato.Se você ou sua empresa estão envolvidos em transações em que as baterias de íons de lítio são um componente material, existem obstáculos significativos na cadeia de suprimentos que devem ser abordados no início das negociações sobre o fornecimento de matérias-primas e questões de preços.À luz da disponibilidade limitada de matérias-primas e das complexidades envolvidas no desenvolvimento de minas de lítio, as empresas devem procurar caminhos alternativos para obter lítio e outros componentes críticos.As empresas que dependem de baterias de íon-lítio devem avaliar e investir em tecnologia que seja economicamente viável e maximize a viabilidade e reciclabilidade dessas baterias para evitar problemas na cadeia de suprimentos.Alternativamente, as empresas podem celebrar acordos plurianuais para o lítio.No entanto, dada a forte dependência de metais de terras raras para produzir baterias de íons de lítio, as empresas devem considerar fortemente o fornecimento dos metais e outros problemas que podem afetar a mineração e o refino, como questões geopolíticas.
Horário da postagem: 24 de setembro de 2022