SMM, 2023년 실증설비 가동 … 양극재 소재 재이용 전제로 개발

Sumitomo Metal Mining(SMM)이 자동차에 탑재하는 LiB(리튬이온전지)를 대상으로 수평 리사이클 기술을 상업화한다.
건식 및 습식 제련을 조합한 독자적인 프로세스로 니켈, 코발트, 리튬을 회수해 자동차 배터리용 양극재에 적합한 품질을 실현할 계획이며, 이르면 2023년 일본에 실증설비를 설치해 점차 규모화함과 동시에 원료 조달, 판매 네트워크 등 유통망을 구축할 방침이다.
SMM은 배터리 소재 사업에서 LiB용 니켈산리튬(NCA), 니켈망간코발트산리튬(NMC), 니켈수소전지용 수산화니켈 등 양극재를 공급하고 있다.
NCA는 세계시장에서 점유율 1위를 차지하고 있으며 NMC는 도요타자동차(Toyota Motor)의 하이브리드자동차(HV) 모델인 Yaris에 채용되고 있다.
SMM은 2019-2021년 진행하는 중기 경영계획에서 자동차 배터리용 양극재를 기본전략에 포함하고 생산능력 확대, 리사이클 기술을 융합한 종합능력 강화를 추진하고 있다.
생산체제 강화를 위해서는 2027년까지 자동차 배터리용 양극재 생산량을 월 1만톤으로 확대할 계획이다.
총 470억엔을 투입해 하리마(Harima) 소재 업스트림 공정 설비를 증설하고 벳시(Besshi)에는 2025년 완공을 목표로 생산능력 월 2000톤의 신규공장을 건설하고 있다. 
SMM은 2017년 구리 및 니켈 회수와 재자원화를 시작했으나 기존 제련설비를 활용해 건식공정에서 일산화탄소(CO)가 산화물로 변화하며 회수가 어려운 문제점이 제기됨에 따라 일산화탄소까지 회수할 수 있는 신규 프로세스를 개발했고 2019년 실증을 위한 파일럿 플랜트를 설치함으로써 리튬을 포함한 수평 리사이클 기술을 확립했다.
SMM의 LiB 리사이클은 산업폐기물 처리시설에서 LiB 팩을 무해화한 후 회수한 블랙매스(양극재에 함유된 유가금속이 농축된 분말)를 주원료로 사용하고 있다.
건식 제련에서는 블랙매스를 고온에서 융해해 구리, 니켈, 코발트가 함유된 합금과 리튬을 포함한 슬래그로 분리하며, 다음 공정인 습식 제련에서는 합금을 황산으로 용해함으로써 황산니켈과 황산코발트 혼합물을 회수하고 리튬은 산화물을 화학적으로 처리해 회수하는 것으로 파악되고 있다.
자동차 배터리용 양극재 재이용을 전제로 양극재 생산기업만의 기술적 지식이 포함된 것이 특징이다. 
핵심기술인 건식 제련에서는 섭씨 1000도 이상에 달하는 온도, 산소분압 등을 정밀하게 제어함으로써 구리, 니켈, 코발트 산화를 방지하고 자동차 배터리용 양극재로 재이용할 수 있도록 고품질화를 실현했다.
2025년 이후에는 현재 주행하고 있는 하이브리드자동차, 전기자동차(EV)에서 수명이 다한 LiB 폐기물이 대량 발생할 것으로 예상되고 있으며, SMM은 리사이클 프로세스를 가동해 코발트, 니켈 베이스로 연평균 10만톤 수준을 회수할 방침이다.
2023년 이후 가동하는 실증설비에서는 품질을 확보함과 동시에 블랙매스의 글로벌 조달체제와 상업체제를 확립할 방침이다. (J)