مس یک ماده حیاتی در ساخت همه وسایل نقلیه است، صرف نظر از اینکه انرژی آنها از گاز، دیزل، برق، هیدروژن یا حتی گاز طبیعی مایع (LNG) تامین شود. تقاضا برای مس در صنعت خودرو در سال 2023 کمی بیش از 3 میلیون تن بوده است، اما این مقدار تا سال 2034 به 5 میلیون تن افزایش خواهد یافت که نرخ رشد مرکب سالانه 4.8% را در پی دارد.
وسایل نقلیه امروزی در حال حاضر حاوی مقدار زیادی مس هستند، به طوری که هر کدام حاوی تقریباً 25 کیلوگرم مس هستند. میانگین باتری 64 کیلووات ساعتی در یک خودروی تمام الکتریکی به 25.4 کیلوگرم مس نیاز دارد.
هر سلول باتری حاوی یک فویل مسی برای انتقال انرژی از درون خود است. علاوه بر این، میله‌های مسی بزرگی در سرتاسر باتری وجود دارد که الکتریسیته را از تمام سلول‌های باتری به سیستم برق‌رسانی خودرو منتقل می‌کند.
در درون یک سلول باتری، فویل مسی فقط در سمت منفی استفاده می شود و به دلیل تعامل آلومینیوم با لیتیوم در این سمت باتری، نمی توان از آن به عنوان یک جایگزین بهره جست. به همین ترتیب، اگر مس به عنوان جمع کننده جریان در قطب مثبت استفاده شود، در اثر واکنش با الکترولیت، حل می‌شود. مواد دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند جایگزین مس در آند شوند، مانند فولاد ضد زنگ، کربن/گرافیت و تیتانیوم، اما هر کدام از این مواد محدودیت‌هایی مانند رسانایی الکتریکی ضعیف و یا هزینه تمام‌شده‌ی بالایی را دارند، که استفاده از آنها را ناممکن می‌کند.
دو روش مهم برای کاهش مصرف مس مورد نیاز به ازای هر کیلووات ساعت ظرفیت باتری وجود دارد. اولین مورد حرکت صنعت به سمت فویل‌های نازک‌تر مسی است. ضخامت استاندارد فویل مس امروزی 8 تا 10 میکرومتر است، اما شرکت‌هایی بر روی استفاده از فویل‌هایی با ضخامت‌های 6 میکرومتر و کمتر کار می‌کنند.
شیمی باتری یکی‌دیگر از عواملی است که میزان مصرف مس را تعیین می‌کند. با فرض ثابت بودن ابعاد و وزن یک باتری، استفاده از مواد با قابلیت ذخیره‌سازی انرژی بیشتر، می‌تواند منجر به کاهش مصرف مس شود. به عنوان نمونه، میانگین مصرف مس بر حسب کیلوگرم بر کیلووات ساعت یک سلول حاوی ترکیب فسفات آهن LFP، تقریباً دو برابر یک سلول حاوی مواد با چگالی انرژی بالا مانند ترکیب حاوی کبالت- نیکل- منگنز NMC است.
پیش‌بینی می‌شود که LFP و NMC بخش اصلی ترکیبات موجود در صنعت باتری را تا یک دهه آینده به خود اختصاص می‌دهند و بیش از 90 درصد از بازار را تشکیل می‌دهند. ترکیب آهن-فسفات LFP به لطف چگالی انرژی کافی و قیمت های پایین‌تر در مقایسه با NMC، سهم بازار خود را به تدریج افزایش خواهد داد. این امر باعث افزایش متناظر در تقاضای مس برای وسایل نقلیه الکتریکی می‌شود، زیرا همراه با مصرف مس بیشتر در سلول‌های حاوی LFP، میانگین اندازه باتری در هر خودرو افزایش می‌یابد.
منبع:
