화학뉴스

일본이 LiB(리튬이온전지) 혁신에 도전해 주목된다.
PPES(Prime Planet Energy & Solutions), 파나소닉(Panasonic), 도요타통상(Toyota Tsusho), 도쿄(Tokyo)대학 등은 일본 배터리산업 경쟁력을 강화하기 위한 공동연구에 나섰다.
자원부터 배터리 소재 제조까지 이어지는 프로세스 혁신과 리사이클 프로세스 혁신을 동시에 추진할 예정이며 펀드 제도를 통해 자금 모집에도 나서기로 했다.
최근 세계적으로 탈탄소화 흐름이 가속화되면서 LiB가 급부상하고 있다.
전기자동차(EV) 시장은 판매대수 기준으로 2030년까지 10년 동안 5배 성장하고 배터리로만 구동하는 순수전기자동차(BEV), 플러그인하이브리드자동차(PHEV)에 탑재되는 배터리 용량은 수십배 급증할 것으로 예상되고 있다.
다만, 전동자동차(xEV) 자체가 이산화탄소(CO2)를 배출하지 않을 뿐이고 배터리나 부품 제조과정, 리사이클 과정에서는 다량의 이산화탄소가 배출된다는 점은 문제로 지적되고 있다.
LiB의 코스트가 높고 자동차 원가의 60%가 소재에서 발생하고 있을 뿐만 아니라 절반은 자원 비용에 따른 것이라는 점도 과제로 파악되고 있다.
PPES, 파나소닉, 도요타통상, 도쿄대는 LiB의 과제 해결을 통해 일본 배터리산업의 경쟁력 강화 및 그린화를 동시에 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
연구 주제 가운데 하나로는 자원부터 소재 제조로 이어지는 프로세스 혁신을 강조하고 있다.
니켈 양극재는 채굴, 정광, 정련, 황산 용해, 적출, 소성 프로세스를 거쳐 완성까지 약 1년이 걸릴 정도로 리드타임이 길기 때문에 광석-중간제품-완제품으로 이어지는 프로세스를 개발함으로써 코스트와 프로세스, 이산화탄소 배출량을 모두 절반으로 줄이는 것을 목표로 하고 있다.
리사이클도 현재는 소각해 소성물을 녹인 다음 결정화 혹은 소성 프로세스를 거침으로써 양극재로 재생산하고 있으나 폐배터리부터 중간제품을 거쳐 리사이클하는 새로운 기술을 개발해 코스트, 프로세스, 이산화탄소 배출량을 절반으로 줄일 계획이다.
공동 연구를 위해 PPES는 자동차용 배터리 분야에서 축적한 노하우를 활용하면서 소재 생산기업 등 파트너와의 관계를 강화할 계획이다.
파나소닉은 광석 혹은 리사이클 소재로부터 중간제품을 만들고 양극재로 완성함으로써 경쟁력을 갖춘 부재를 확보할 수 있을 것으로 기대하고 희소금속 사용량을 저감하는 기술을 통해 코발트 함유량을 5% 이하로 낮추는 것을 목표로 설정하고 있다.
도요타통상은 희토류 원료나 리사이클 현장에서의 노하우를 공유함으로써 LiB 처리 코스트보다 자원가격이 낮은 현재의 문제를 해결하고 수익화 가능한 리사이클 프로세스 실현에 나설 방침이다. (K)