폐배터리서 리튬 재활용 기술 상용화

▲ LFP 양극재 재활용 공정 개념도. 한국원자력연구원 제공

전기차·에너지저장장차(ESS) 시장의 급속한 성장과 함께 국내 연구진이 개발한 LFP 폐배터리 재활용 기술이 사업화 단계에 접어들었다.

6일 한국원자력연구원에 따르면 원자력시설청정기술개발부 김성욱 박사 연구팀과 중성자과학부 김형섭 박사 연구팀은 과학기술정보통신부의 지원을 받아 LFP 배터리 제조과정에서 발생하는 불량·잔재물이나 수명이 다한 폐양극재로부터 리튬을 선택적으로 추출해 회수할 수 있는 기술을 개발했다.

기존 리튬 회수 기술은 습식 침출이나 고온 열처리 방식으로 복잡한 처리 단계 및 불순물 제거로 인해 사용하기 어려웠다. 연구원은 LFP 배터리의 양극 소재를 염소가스와 저온에서 반응시켜 리튬만 추출 해낼 수 있는 수용액으로 바꾼다. 이후 고체와 액체를 분리하는 공정을 거쳐 뽑아낸 리튬을 탄산리튬·수산화리튬 등으로 전환해 최종 회수한다. 이를 통해 LFP 배터리 양극 소재에 있는 리튬의 95% 이상을 회수할 수 있으며 추출된 리튬의 순도는 97% 이상이다. 특히 리튬 분리 후 남은 전이금속 성분은 새로운 배터리를 만드는 원료로 재활용할 수 있고, 공정 후 발생되는 부산물은 소금물(NaCl) 형태라 매우 경제적·친환경적이다.

이날 한국원자력연구원과 ㈜그린코어이엔씨는 다중음이온계 리튬이차전지 양극재의 재활용 방법 및 장치 기술을 이전하는 기술실시계약을 체결, 국내 배터리 자원순환 생태계 구축을 도모하기로 했다. 연구원에 따르면 계약엔 정액기술료 1억 5000만 원에 매출액 2%를 경상기술료로 받는 조건과 특허 1건이 포함됐다.

임인철 원자력연 부원장은 “LFP 배터리 재활용 기술의 상용화로 국내 배터리 산업 경쟁력 강화에 기여할 것”이라고 말했다.

강다현 수습기자 [e-mail]