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금속 회수기술 폐 리튬이온배터리

전문가 제언: ○ 에너지원으로 사용되는 리튬 이온 배터리에 대한 고객의 신뢰도는 전세계적으로 증가하고 있어 소비도 증가하고 있다. 그리고 리튬 이온 배터리는 제품 수명이 2∼3년이다. 이러한 소비 증가와 길지 않은 수명으로 매립지에 처분되는 폐 리튬 이온 배터리 수량은 점점 증가하는 추세이다.

○ 폐 리튬 이온 배터리는 유기 전해질과 금속(예: 철, 티타늄, 알루미늄, 니켈, 코발트, 구리, 리튬)을 포함하고 있다. 환경성 측면에서, 폐 배터리를 매립 처분하는 경우에, 이들 물질은 토양 오염, 지하수 오염 문제를 일으킨다.

？ 캐소드 재료 기술 진화에 따라, 현재 고가인 니켈 및 코발트를 포함하는 캐소드는 향후에 저가인 철 및 망간을 포함하는 캐소드로 갱신될 것이다. 이처럼 재료 기술 개발은 유가 금속 재활용 기술에도 영향을 주고 금속에 의한 환경 오염 관리에도 영향을 줄 수 있다.

○ 폐 리튬 이온 배터리의 재활용 기술은 물리적 재활용 기술과 화학적 재활용 기술로 크게 두 가지 유형으로 구분된다. 물리적 재활용 기술에서는 해체(dismantling) 기술, 분쇄 기술, 체거르기(sieving) 기술 등을 포함한다. 물리적 기술은 주로 전처리 기술로 활용되고 있다. 화학적 기술에서는 물리적 기술을 통해 분리된 전극 분말로부터 여러 가지 화학 공정(예: 화학 침전, 용매 추출, 전기화학 공정)을 통해 용해된 금속 이온의 화합물 형태로 유가 금속을 분리하여 회수한다.

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : 폐 리튬 이온 배터리에서 유가 금속 회수 기술과 관련하여, 국내에서는 2016년에 세종대학교에서 하이브리드 자동차에서 발생하는 폐 리튬 이온 배터리로부터 암모니아 침출제를 사용해 캐소드 내 금속 (Ni, Mn, Co, Al, Cu)의 침출 거동을 연구하였다. 향후에는 단계별 개별 기술(예: 침출 기술) 자체를 개발하는 것도 필요하만 단계들을 종합한 이상적인(즉, 저렴하고 친환경적인) 조합 기술(예: 침출-부유-침전 기술)을 산업용 규모로 개발해야 한다.

저자: Huang Y, et al.
자료유형: 니즈학술정보