폐리튬배터리 블랙파우더서 양극재 물질 98%이상 회수 공정 개발

지질자원연 "자원 재활용 운영비 절감에 기여할 것"

연구 결과 모식도 [한국지질자원연구원(KIGAM) 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 김준호 기자 = 한국지질자원연구원(KIGAM)은 자원활용연구본부 유광석 박사 연구팀이 폐리튬이온배터리를 해체할 때 나오는 블랙파우더에서 양극재 물질을 분리·선별·회수하는 공정을 개발했다고 31일 밝혔다.

전기차 등에 쓰인 폐배터리를 분리해 잘게 분쇄하는 과정에서 나오는 블랙파우더에서는 리튬·니켈·코발트 등 유용 금속들을 추출할 수 있다.

블랙파우더는 양극재인 니켈·코발트·망간 등 리튬금속산화물과 음극재인 흑연, 금속 전극인 알루미늄·구리, 그을음과 유사한 카본 블랙, 결합재로 구성된다.

연구팀은 광물 선별 방법인 부유선별 공정을 활용했다. 또 20㎛(1㎛는 100만 분의 1m) 이하인 양극재의 비말동반(입자가 물과 함께 유입돼 운반되는 현상)에 따른 손실을 최소화하기 위해 부유선별 공정 회로와 최적의 광액(광석 알갱이를 포함한 물) 농도, 반응(체류) 시간, 기포 층 두께 등을 제어하는 운전 조건을 개발했다.

연구팀은 정보통신기술(ICT) 기반의 부유선별 제어 기술을 적용해 공정을 최적 상태로 유지했다.

이를 바탕으로 연구팀은 폐리튬이온배터리의 블랙파우더에 함유된 양극재 물질의 98% 이상을 회수하는 데 성공했다.

선별된 양극재 물질은 리튬·니켈·코발트·망간 등 리튬금속산화물과 금속 전극인 알루미늄·구리다.

유광석 박사는 "국내 재활용 기업들이 블랙파우더에서 나온 양극 물질에서 고순도 리튬 등을 회수할 때 효율성·생산성을 높이고 운영비 절감에 크게 기여할 것"이라며 "이 기술을 고도화해 국내 기업에 이전·상용화하는 등 배터리 산업 경쟁력을 확보하는 데 최선을 다하겠다"고 말했다.

kjunho@yna.co.kr

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