"고에너지 리튬일차전지 재활용 기술" 지질연-㈜비츠로셀 실증 연구

회수율 80% 이상, 고순도 영화리튬 제조기술 상용화 추진

리튬일차전지는 에너지밀도가 높으면서도 장기간 저장할 수 있고 온도 가역이 넓어 사용 범위가 넓지만, 한 번 방전되면 본래 상태로 되돌릴 수 없다는 단점이 있다.

한국지질자원연구원(KIGAM)은 자원활용연구본부 류태공 박사팀이 폐 리튬일차전지 침출액에서 고순도 리튬을 환경친화적으로 분리하고 정제‧전환할 수 있는 기술을 개발, 이를 ㈜비츠로셀과 실증연구를 진행한다고 15일 밝혔다.

폐리튬일차전지 침출액 재활용 기술 모식도. 한국지질자원연구원

그동안 폐 리튬일차전지는 우수한 성능과 별개로 방전과 폐기로 나오는 리튬폐액을 처리하기 위해 많은 비용이 발생했다. 

이는 재활용 기술이 없어 리튬폐액 대부분이 폐수로 방류되거나 매립처리하기 때문에 심각한 환경오염을 초래한다.

연구팀은 폐 리튬일차전지 침출액에서 불순물을 분리하고 회수율 80% 이상의 탄산리튬을 거쳐 99.5% 이상 고순도 염화리튬을 제조하는데 성공했다. 

리튬농축액 활용 연구를 진행 중인 연구팀. 한국지질자원연구원

이 고순도 염화리튬은 용융점 전해를 거쳐 차세대 배터리인 리튬메탈전지로 탈바꿈도 가능하다.  

이에 따라 KIGAM은 이 기술을 토대로 리튬일차전지 선도기업인 ㈜비츠로셀)과  ‘리튬 원재료 확보를 목적으로 하는 리튬 메탈전지 재활용 및 리튬직접추출 실증기술 공동개발을 위한 업무협약’을 체결했다.

15일 열린 한국지질자원연구원-㈜비츠로셀 리튬메탈전지 리사이클 실증기술 공동개발 업무협약. 한국지질자원연구원 

양 기관은 이에 대한 공동연구 개발과 기술 교류, 필요 장비 및 시설의 공동사용과 연구개발 인력의 교류, 연구개발 사업화 등을 위해 상호 협력할 예정이다. 

또 KIGAM의 원천기술인 ‘해외 저품위 염호 맞춤형 리튬추출 실증화기술’을 중심으로 리튬 원재료 확보가 가능한 ㈜비츠로셀에 연구 플랫폼을 구축하고 공동 연구할 추진한다.

류 박사는 “KIGAM의 자체 연구사업을 통해 시험검증을 거치고 경제성 평가를 거쳐 리튬의 재자원화 사업화 모델을 마련한 우수 성과”라며 “폐전지와 폐수의 업사이클링 기술을 기반으로 저품위 염호에서 리튬 직접추출 기술을 접목해 리튬 자원화를 앞당기겠다”고 밝혔다.

대덕특구=이재형 기자 jh@kukinews.com