본 기술은 폐용액에서 리튬을 회수하는 전기화학셀 구조로, 준금속 또는 전이금속 기반 고체전해질막과 양극 사이에 양이온 교환막을 배치한 기술입니다. 이를 통해 고체전해질 표면의 금속 이온이 환원되고 변색되는 현상을 방지합니다.
종래 리튬 회수용 전기화학셀은 구동 중 양극으로 이동한 전자가 고체전해질막에 주입되는 문제가 있었습니다. 이 때문에 구성 성분인 Ge4+와 Ti4+ 이온이 Ge2+, Ti3+로 환원되어 전해질막이 변색되고 성능이 열화되는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 양극과 고체전해질막 사이에 전기적 부도체인 양이온 교환막을 두어 전자 이동을 물리적으로 차단하고, 350~400℃ Quenching 온도에서 제조해 (Ge, Si)O2 이차상이 없는 고체전해질막을 사용하도록 구성됩니다. 이로써 이온 전도도와 기계적 강도가 함께 향상됩니다. 폐배터리 재활용 공장과 폐양극재 및 LAS 순환자원 처리 공정 등에 적용될 수 있어, 회수된 리튬을 LiOH와 Li2CO3 형태로 곧바로 얻으면서 전해질막 교체 주기를 늘릴 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 LAS순환자원으로부터 리튬이차전지용 고순도 리튬 및 리튬화합물 제조를 위한 친환경 전기화학 회수시스템 원천기술 개발 및 핵심소재 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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