리튬이차전지 폐기물서 고순도 소재 다시 뽑는다

한국지질자원연구원은 리튬이차전지 제조공정에서 나오는 리튬 폐액과 폐 반응용기 등에서 고순도 양극재 원료로 재자원화하는 기술을 개발했다. 사진은 리튬이차전지 폐 반응용기서 회수한 자원 지질자원연 제공

리튬이차전지에서 나오는 폐기물을 재자원화해 이차전지 핵심 소재 원료로 활용할 수 있는 길이 열렸다.

한국지질자원연구원은 류태공 박사 연구팀이 리튬이차전지 제조 공정에서 나오는 리튬 폐액과 폐 반응용기 등을 재활용해 99.5% 이상의 고순도 양극재 원료로 활용하는 친환경 자원순환 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 현재 폐 이차전지 재활용 기술은 일부 고가의 유가금속 회수에 집중돼 있는 데다 공정 운영 비용이 매우 비싼 문제가 있었다.

연구팀은 자체 개발한 친환경 습식 전환 기술을 적용해 사용 후 처리가 어려운 리튬이차전지 폐 반응용기에 남아 있는 잔류 양극재 분말에서 니켈·코발트·망간(NCM) 전구체와 탄산리튬을 확보했다. 또한 폐 반응용기 분말을 물로 씻는 수세 및 분리 공정을 거쳐 마그네슘, 알루미늄, 칼슘 등 리튬 폐액의 불순물을 제거하고, 수산화리튬을 회수했다. 특히 폐 반응용기 분말에서 황산화 반응을 거쳐 추출된 리튬함유 용액은 습식전환 과정에서 탄산리튬으로 회수되는데, 이 과정에서 흡착제나 촉매 등으로 쓰이는 제올라이트성 함유 물질을 얻었다.

연구팀은 아울러, 폐 반응용기에서 회수되는 리튬용액이나 양극재 제조 과정에서 리튬폐액을 광학유리나 리튬이차전지 전해액 원료로 쓰이는 불화리튬으로 재자원화는 데 성공했다.

류태공 지질자원연 박사는 "리튬이차전지 제조 산업에서 배출되는 다양한 폐기물 처리에 어려움이 있었다"며 "앞으로 기술을 고도화해 99.5% 이상의 초고순도 소재 회수를 목표로 후속연구를 지속하겠다"고 말했다.

이준기기자 bongchu@