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배터리 리사이클링에는 폐배터리 재활용과 폐배터리 재사용으로 나뉜다. 폐배터리 재활용이란 폐배터리를 셀 단위로 분해한 후 리튬, 니켈, 코발트, 망간, 구리, 알루미늄 등 배터리의 핵심 원자재 금속을 추출해 새로운 배터리 제조에 활용하는 방법이다. 폐배터리 리사이클링 공정은 공통적으로 폐배터리를 수거 하고 진단하는 전공정을 거치며 이후 배터리 상태에 따라 재사용 또는 재활용 공정을 진행합니다. 사용 후 수거된 폐배터리는 합선, 화재, 폭발 등의 위험을 제거하기 위해 방전 공정을 거친 후 배터리의 소재별, 규격별로 분류하고 모듈 혹은 셀 단위로 분해합니다. 이때 방전기술에는 염수방전, 전자부하방전, 건식회생 방전 등이 있습니다.
폐배터리 재활용의 경우 잔존 수명이 20~60% 이하의 재사용이 불가능한 수준의 배터리 리튬, 니켈, 코발트 등 배터리 핵심 원재료이자 희유 금속을 추출하여 새로운 배터리 제조에 사용하는 방식입니다.
재활용 공정은 배터리 방전 공정 이후에 파쇄 분쇄 선별 등의 전처리(물리적)공정과 습식 또는 건식 공정 등의 후처리 공정으로 나뉘어 진행됩니다.
1987년에 창업한 캐나다의 리사이클리코(RecycLiCo)는 전기차의 리튬이온(Li-ion) 배터리에서 음극 재료를 무려 99%나 재활용하고 업사이클링하는 특허를 갖고 있다. 리사이클리코가 갖고 있는 특허를 간단히 표현하면 폐배터리를 분쇄하면 생성되는 블랙 매스(Black Mass)를 다시 사용 가능한 골드 매스(Gold Mass)로 바꾸는 독특한 기술이다. 리사이클리코는 블랙 매스를 블랙 골드로 바꿀 수 있는 최초의 업체 중 하나로, 블랙 매스 내에서 거의 모든 양극 재료를 회수하여 배터리에 다시 사용할 수 있는 양극활물질(CAM)과 배터리 제조 공정에서 다시 사용할 수 있는 리튬으로 업사이클링한다.
리사이클 리코의 특허 기술과 공정을 나타낸 그림
연구팀이 개발한 이 기술은 세계 최초의 친환경 저온 건식재활용 기술이다. 방전된 폐리튬이온 배터리를 복잡한 선별 공정 없이 단순 파쇄한 후 1200°C 이하의 온도에서 부분적으로 녹여 리튬 95% 이상 분리하면서 흑연을 80% 이상 분리 회수하는 기술이다.
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