배터리 공정에서 나오는 폐기물, 고순도 양극재로 재활용한다

지질자원연구원, 리튬폐액과 폐 반응용기에서 유가 자원 회수 및 재자원화하는 기술 개발

한국지질자원연구원(원장 이평구)은 리튬이차전지 제조 공정에서 나오는 리튬폐액과 폐 반응용기에서 유가자원을 회수하고 재자원화하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

지질연 자원활용연구본부 류태공 박사 연구팀은 사용 후 처리가 어려운 폐 반응용기 등에서 나오는 폐기물을 처리, 99.5% 이상의 고순도 리튬이차전지 양극재 원료로 제조 및 사용할 수 있음을 확인했다.

리튬배터리 제조 공정에서 회수한 고순도 소재 추출물 (자료=지질연)

연구팀은 자체 개발한 친환경 습식 전환 기술을 적용해 폐 반응용기에서 NCM(니켈·코발트·망간) 전구체, 탄산리튬, 수산화리튬 등 유가금속과 제올라이트 함유 물질을 회수했다.

또 폐 반응용기에서 회수되는 리튬용액 또는 양극재 제조과정에서 배출되는 리튬폐액을 반도체 산업에서 나오는 불화물 폐액과 혼합·분리해 불화리튬 제조에 성공했다. 불화리튬은 광학유리, 용융제 및 리튬이차전지 전해액 원료로 쓰인다. 경제적 유익뿐 아니라,  환경오염 저감 효과도 기대된다.

이에 따라 공정 운영 비용이 비싸고 일부 고가 유가금속 회수에 집중된 기존 폐 리튬이온전지 재활용 기술의 문제가 개선되리란 기대다. 리튬 전지 제조 공정에서 발생하는 폐기물 처분에도 기여할 수 있다. 

이차전지 주요 소재인 리튬 등 핵심 광물의 공급망 불안이 심화되는 상황에서, 고부가 유가금속을 회수하고 재자원화하는 저비용 고효율의 친환경 기술이라는 점에서 주목된다고 지질연은 밝혔다. 

류태공 박사는 "그동안 리튬이차전지 제조 산업에서 배출되는 다양한 폐기물의 처리 문제와 환경오염에 고민하며 이번 연구기술을 개발했다"라며 "주변에 버려진 폐기물도 소중한 자원으로 생각하며 고도화된 친환경 자원 선순환 기술을 개발할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다.