지질자원硏, 저온 건식 재활용기술 첫선
별도 선별공정 없이 블랙매스·흑연 회수
[이투뉴스] 한국지질자원연구원(원장 이평구)은 김병수 자원활용연구본부 박사 연구진이 세계 최초로 저온 건식 재활용 기술을 적용한 '리튬인산철(LFP) 폐배터리 재활용 기술' 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.
연구원에 따르면 2030년께에는 전기자동차에 사용되는 리튬인산철 배터리가 절반을 넘을 것으로 예상됨에 따라 LFP 폐배터리 재활용에 대한 연구가 필요한 시점이다.
이번에 개발한 기술은 친환경 저온 건식 재활용 방식이다. 방전된 폐배터리에서 블랙매스(Black Mass, 배터리 셀을 파·분쇄한 가루에 양극재와 음극재가 혼재된 것)와 흑연을 뽑아낼 수 있다.
선별공정 없이 바로 파쇄하는 것이 특징이다. 별도 선별을 거치지 않고 단순 파쇄한 뒤 1200°C 이하 온도에서 부분 용융(고체가 열에 의해 액체가 되는 현상)한다. 이 과정에서 블랙매스(리튬 95% 이상 분리, 흑연 함유량 3% 이하)와 흑연을 분리회수(80% 이상)할 수 있다.
화학물질을 사용하지 않아 슬래그가 배출되지 않으며, 기존 기술보다 200°C 이상 공정 온도를 낮췄기 때문에 이산화탄소 배출 또한 획기적으로 줄일 수 있다. 운용이 매우 쉽고 시설투자비가 저렴하다는 장점도 있다.
연구원은 이 기술이 NMC(니켈·코발트·망간) 또는 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 배터리에도 적용 가능할 것으로 내다보고 있다. 김병수 지자연 박사는 "세계 최초로 시도된 친환경 리튬인산철 배터리 재활용 기술로, 기존의 복잡한 공정과 환경적 문제점을 보완·개선했다"고 말했다.
이평구 지질자원연구원장은 "배터리 수명연한이 가까워지고 있는 만큼 폐배터리 재활용 기술은 혁신기술의 총아가 될 수 밖에 없다"면서 "친환경 자원재활용 기술개발과 국가 핵심광물 확보를 위해 최선을 다할 것"이라고 말했다.
김동훈 기자 hooni@e2news.com