화학뉴스

국내 연구진이 친환경 리튬인산철(LFP) 폐배터리 재활용 기술 개발에 성공했다.
김병수 박사와 한국지질자원연구원(KIGAM) 자원활용연구본부 연구팀은 저온 건식 재활용 기술을 적용한 폐LFP LiB(리튬이온전지) 재활용 기술을 개발했다.
방전된 폐LiB를 선별 공정 없이 파쇄한 다음 섭씨 1200도 이하 온도에서 부분 용융해 블랙매스(Black Mass)와 흑연을 분리 회수할 수 있는 세계 최초의 친환경 저온 건식 재활용 기술로 리튬은 95% 이상 분리 가능하고 흑연 분리 회수율은 80% 이상에 달한다.
2030년 글로벌 전기자동차(EV)에 사용되는 LFP 배터리가 55%에 달할 것으로 예상됨에 따라 환경·자원적 측면에서 폐LFP 배터리 재활용 기술 개발의 필요성이 확대되고 있다.
기존 폐배터리 리사이클 기술은 대부분 NCM(니켈·코발트·망간)이나 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 배터리 계열에 적용되며, 특히 ①기계적 파·분쇄 ②건조 ③물리적 선별 ④열처리 후 습식공정을 거치거나 질소 또는 대기 중에서 1400도 이상의 건식공정 처리 후 습식공정을 통해 재활용한다.
반면, 신기술은 선별 공정 없이 단순 파쇄만 하는 장점이 있으며 질소가 아닌 일반적인 대기 1200도 이하에서 부분 용융해 흑연 함유량을 대폭 줄인 블랙매스와 흑연을 분리 회수할 수 있다.
화학물질을 사용하지 않아 슬래그가 배출되지 않으며 공정 온도를 200도 이상 낮추어 이산화탄소(CO2) 배출을 획기적으로 저감한 환경 친화형 건식공정 기술로 평가된다.
에너지 집약적 용해 과정이 필요하지 않아 운용이 매우 쉽고 저온이라 시설 투자비가 저렴하다.
연구팀은 재활용 공정 단순화, 운영비 절감 등을 통해 친환경·저비용 리튬, 코발트, 니켈 화합물 등을 회수할 수 있는 원천기술과 인프라를 제공하고 친환경 자원 재활용 선순환 체계 구축에도 기여할 것으로 기대하고 있다.
김병수 박사는 “기존 기술의 복잡한 공정은 물론 환경적 문제점을 보완하고 개선한 혁신”이라며 “기술 고도화를 통해 관련기업에 기술이전을 확대할 계획”이라고 강조했다. (윤)