리튬이온배터리 재활용 방법

탄소질 환원배소와 자력선별을 결합한 니켈·코발트 선분리형 폐배터리 침출 공정

본 기술은 폐리튬이온전지 파우더를 탄소질 환원제와 함께 600~680℃에서 환원배소하여, 비자성인 양극재 복합금속산화물을 자성을 띠는 니켈·코발트 등의 단일 금속 산화물로 전환하고 자력선별로 분리함으로써 단계별 침출 공정의 효율과 안정성을 확보하는 기술입니다.

종래 기술은 양극재의 니켈·코발트 산 침출율이 낮아 과산화수소 같은 고가의 환원제를 매번 투입해야 했습니다. 이로 인해 공정이 불안정해지고 환원제 사용량이 비효율적으로 늘어나는 문제가 있었습니다.

본 기술은 배터리 파우더를 양극재 대비 3~4배(몰비)의 활성탄 등 탄소질 환원제와 함께 환원배소하여 금속의 자성을 회복시킨 후, 고액분리와 자력선별로 니켈·코발트 성분을 먼저 걸러내고 이 성분만 제2침출단계로 처리하도록 구성됩니다. 셀 제조 공정 스크랩과 블랙매스 전처리 라인에 적용될 수 있어, 음극 흑연을 환원제로 재활용하면서 고가 환원 약품 소모를 필요한 분획에만 집중시킬 수 있습니다.

‍

‍

Key Features:

• 배터리 파우더에 탄소질 환원제를 양극재 대비 3~4배 몰 비율로 혼합한 후 가열하여 개별 금속을 산화물 형태로 환원시키는 환원배소단계
• 환원배소된 배터리 파우더를 산용액과 반응시켜 금속을 침출시킨 뒤 고액분리로 침출되지 않은 잔사를 분리하는 단계
• 고체 상태로 분리된 배터리 파우더 잔사에서 코발트 산화물 및 니켈 산화물 등 자성 금속을 분리해내는 자력선별단계
• 산용액에 환원제를 공급하여 자력선별된 자성 금속을 환원 및 산침출하는 제2침출단계

‍

본 발명은 산업통상자원부의 회수자원의 고부가가치화를 위한 습식제련 고도화 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.

‍