폐배터리 재활용 방법 및 과정

폐배터리 재활용은 엄밀히 따질 때, 재사용과 재활용 2가지가 있습니다. 그중 재활용 (Recycling) 하는 경우 어떤 방식으로 진행되는지 쉽게 설명해드리겠습니다.

폐배터리 재활용 과정

폐배터리 재활용 방법을 알아보기 전에 폐배터리 재활용 과정에 대해 미리 알고 계시면, 폐배터리 재활용 방법을 이해하기 쉽습니다. 폐배터리 재활용 과정은 다음과 같습니다.

1~3번까지 과정을 폐배터리 재활용 '전처리' 공정이라고하고, 4번 과정을 '후처리' 공정이라고 합니다.

폐배터리 재활용 방법은 4번의 후처리 공정에 어떤 방식을 도입하는지에 따라 3가지로 나뉘는데, 하단의 폐배터리 재활용 방법에서 확인하세요!

폐배터리 재활용은 배터리에서 희귀 재료들을 추출하는 것입니다. 만약 폐배터리를 여러 공정을 거쳐 ESS , UPS 등으로 탈바꿈하는 '재사용' 방법에 대해 궁금하신 분들은 하단의 링크를 클릭해주세요.

폐배터리 재활용 방법은 폐배터리에 대한 분해, 파쇄 이후 어떤 공정 기술을 채택하여 희귀 금속 [리튬 (Li) , 코발트 (Co) , 니켈 (Ni) , 망간 (Mn) 등]을 추출하는지에 따라 다음의 3가지로 나뉩니다.

습식 제련 공정 방법

말 그래도 '습' 식 인 것에서, 대충 감이 오 실 텐데요! 해당 방법은 화학 용액을 사용하여 금속을 추출하는 방법입니다.

습식 제련 공정 방법은 파쇄 단계를 거쳐 가루가 된 폐배터리에 '황산' (H2SO4)과 같은 산 용액을 (강한 염기성 용액을 사용하기도 함) 가하여 금속을 추출하는 방법입니다.

산 용액을 가하게 되면, 우선 특정 금속들은 황산의 황과 반응하여 황 화합물을 형성하게 됩니다.

이러한 황x금속 화합물을 수집한 뒤, 다시금 순수한 금속을 추출하게 됩니다.

건식 제련 공정 방법

역시 '건'식으로 용액을 사용하지 않겠다는 느낌이 오실 겁니다. 건식 제련 방법은 폐배터리를 고온에서 녹인 다음, 각 금속의 고유한 성질을 이용하여 (금속의 무게, 전기적 특성, 특정 원소와의 화합 여부 등) 추출하는 방식입니다.

다이렉트 리사이클링 방법

다이렉트 리사이클링 방법은 배터리 양극재에서 전기에너지를 만드는 '양극활물질'을 다시 사용할 수 있게끔 변환시키는 방식으로 (재생양극활물질화) , 아직 양산 성공 사례가 없어 간단히만 언급하겠습니다.

기존에 폐배터리 재활용 방법은 주로 소형 폐배터리에 적용되었습니다. 특히 폐기된 2차 전지는 '재사용' 방식이 더 활발하게 도입되었습니다.

전기자동차 배터리 자체가 차량 내부에서 강한 충격이나 압력 등에 견디기 위해 쉽게 분리될 수 없도록 강력하게 상호 봉합되어 있기 때문에, 팩이나 모듈 단위로 재사용하는 것이 더 효율적이기 때문입니다.

하지만 재사용은 다시 2차 전지의 배터리로 사용되는 것이 아닌 ESS, UPS 등의 다른 목적으로 사용된다는 한계점이 있습니다. 또한 재사용이 되지 못하는 일부 폐배터리 셀들에 대한 대책도 필요합니다.

희귀 금속을 추출해내는 것은 재사용보다 원천적인 재료 활용 가능폭이 넓기 때문에, 결과적으로 폐배터리 재활용 기술에 대한 확보가 중요하다고 할 수 있겠습니다.