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"사용 후 배터리서 전략 소재 95% 이상 회수"…영풍 특허 출원

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  • 우경희 기자
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  • 2021.05.18 16:25
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사용 후 전기차용 배터리
사용 후 전기차용 배터리
(주)영풍이 사용후 폐기된 2차전지(전기차용 배터리)서 주요 소재금속을 거의 대부분 회수할 수 있는 기술을 개발해 특허 출원했다. 작업 기간을 크게 줄이고 회수 효율을 획기적으로 높여 2차전지 재활용시장에 일대 혁신을 불러올 것으로 기대된다.

영풍은 전기차 배터리에 대한 재활용 건식용융기술 특허출원을 완료하고, 지난 14일 여수에서 열린 '한국자원리사이클링학회' 상반기 심포지움에서 해당 내용을 발표했다고 18일 밝혔다.

영풍이 개발한 기술은 사용하고 폐기된 전기차 배터리에 다이렉트 스멜팅(건식용융기술)을 적용하는 내용이다. 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu) 등 주요 배터리 소재의 95% 이상을 회수할 수 있다. 또 더스트 집진설비를 이용해 리튬(Li)도 90% 이상 회수 가능하다.

2차전지 소재 재활용 기술은 이전에도 있었다. 하이드로메탈러지(습식침출) 기술이다. 전기차 시장이 열리기 이전 배터리 시장의 대부분을 차지했던 스마트폰용 중소형 배터리 처리에 적합한 기술이다.

기존 습식침출기술은 배터리를 셀 단계까지 분해해 재처리한다. 반면 영풍이 이번에 개발한 건식용융기술은 재활용 할 배터리를 셀들이 모인 상태인 모듈 단계까지만 해체해 바로 용융로에 넣는 방식이다. 400kg 이상 대형 2차전지에 특화돼 있다.

전기차 시장은 급격하게 팽창하고 있다. 2020년 82만대였던 우리나라 전기차 시장은 2030년 785만대로 10배 가까이 확대될 전망이다. 세계 전기차 시장 또한 2020년 400만대에서 2025년까지 2800만대로 급성장할 것으로 예상된다. 2030년 전 세계 자동차 생산의 50% 이상을 전기차가 점유할 것으로 전망된다.

이 전기차에서 쏟아져나올 폐 2차전지의 양도 급격하게 늘어날 전망이다. 배터리업계는 2차전지 재활용 시장 규모가 2025년 20억 달러(2조3000억원)에서 2030년 300억 달러(34조원)까지 확대될 것으로 내다보고 있다. 배터리 처리기술이 주목받는건 이 때문이다. 고가의 소재금속을 제대로 회수하지 못한다면 귀중한 자원을 낭비하는 셈이다.

영풍의 기술은 특히 사용후 배터리의 전처리 기간과 비용을 대폭 줄였다. 기존 습식침출공정은 배터리를 해체하고 분쇄한 뒤 염수 처리해 가루형태의 블랙파우더로 만드는데 10~15일이 걸렸다. 영풍의 건식용융기술을 적용하면 메탈파우더를 만드는데 2일 내외밖에 걸리지 않는다.

친환경적이라는 장점도 있다. 건식용융로에선 니켈 등 금속을 회수하는 메탈파우더와 시멘트 재료로 재활용이 가능한 슬래그(Slag)만 나온다. 매립폐기물이 발생하지 않는다.

영풍은 2022년까지 건식용융기술을 기반으로 연간 2000톤(전기차 8000대 분) 규모 파일럿 공장을 짓는다. 2023년 이후부터 대형 배터리 리사이클 상용화 플랜트를 건설해 연간 5만~10만대 수준의 전기차 배터리 처리 능력을 확보할 계획이다.

이강인 영풍 사장은 "건식용융기술은 대형 2차전지에서 짧은 기간에 저렴한 비용으로 소재금속을 95%이상 회수할 수 있게 해줘 사용후 배터리 시장에 획기적인 변화를 가져올 것"이라며 "영풍은 앞으로도 다각적으로 연구개발을 확대해 미래 첨단 친환경 산업분야에 집중하겠다"고 말했다.



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