기술개요
염소화 반응을 이용하여 리튬이온배터리(LIB) 양극재를 합성에 용이한 형태로 전환한 뒤 재합성하는 기술로, 세척, 건조, 혼합, 재합성의 단순한 과정을 거치는 양극재 재활용 공정 기술
기존기술 대비 개선점
2차 폐기물 발생을 억제하여 친환경적인 분리 및 공정 단순화 가능한 기술
- 폐배터리에 포함된 양극재 물질의 화학적 특성으로 인해 추가적으로 요구되던 정제 공정 생략이 가능하여, 단순한 공정으로 효율적인 이차전지 양극재의 재활용이 가능함
- 강산을 사용하지 않고 염소화 반응을 통해 LiMO? 형태의 산화물을 LiCl과 MO?의 양극재 물질로 분리하여 부가적인 산폐기물이 발생하지 않아 친환경적임
- 전이금속만을 선택적으로 회수할 수 있어 높은 경제성을 가지며, 재합성 과정에서 조성 변화를 통한 업사이클링 및 성능향상이 가능함
기술 구현 내용
실험실 규모 NCM(622) 재활용 과정에서 니켈을 추가한 NCM(9½) 양극재를 합성하여 초기 용량 대비 35% 향상된 충방전 성능 확인
특장점
특징
폐배터리에 포함된 양극재 물질들을 효율적으로 분리하여 재활용하는 기술
추가 정제공정 생략 가능
재활용 효율성 및 경제성이 높음
장점
- 원료부터 폐리튬이온배터리 공정이 이루어져 공장 규모의 경제적 재활용 공정 기술
- 양극재를 친환경적으로 재활용할 수 있음
- 2차 폐기물이 거의 발생하지 않는 친환경적 기술
- 재활용 효율이 높고 공정이 단순하여 경제적이며, 공정 단순화로 인해 대규모 재활용 공정 적용이 용이함
- 경제적, 환경적 영향이 낮음
- 강산 사용이 없어 친환경적임
- 폐배터리로부터 리튬 및 전이금속을 선택적으로 회수할 수 있어 경제적임
- 폐배터리를 친환경적으로 재활용할 수 있는 기술
기술동향
기존 시장 상용화 기술의 경우 전기차 비등 축배터리(리튬이온배터리/LIB) 양극재 폐기물 복구비용과 부가수요 감소로 인해 재활용이 어려우며,
사용된 LIB 폐배터리 재료, 재활용 방법에 따라 경제성, 환경영향이 다르고 전기화학적 방법 사용 시 재활용 효율이 낮고
리튬이 다른 금속들과의 유사한 화학성 성질에 의해 분리 공정이 복잡하며, 리튬을 분리하기 위한 추가적인 정제 공정이 요구되고 있음
