전기차 배터리 재활용에 대해 알아봐요!

전기차 배터리 재활용에 대해 알아봐요!

전기 자동차의 급격한 보급으로 전기 자동차 배터리 재활용은 점차 중요성을 더해가고 있습니다. 이러한 배터리에는 리튬, 니켈, 코발트, 망간과 같은 희귀 금속이 함유돼 있어 재활용은 자원 회로에 기여하며 원자재의 안정적인 공급과 수요를 돕는 중요한 역할을 합니다. 이번 포스팅에서는 전기 자동차 배터리 재활용 산업의 중요성과 독특한 특징, 재활용 과정, 진출 기업 참여 등을 다루겠습니다. 

 

 

1. 전기차 배터리 재활용의 중요성

전기 자동차 배터리 재활용은 전기 자동차 보급이 확대되면서 중요성이 증가하고 있는 분야입니다. 전기 자동차 배터리에는 리튬, 니켈, 코발트, 망간과 같은 희귀 금속이 포함되어 있어 재활용을 통해 원자재 회로에 기여하고 원자재의 공급과 수요를 안정화하는 데 도움이 됩니다.

 

2020년 기준으로 전기 자동차 배터리 재활용 시장은 약 10조 원에서 2040년에는 약 263조 원으로 성장할 것으로 예상됩니다. 이는 전기 자동차 보급이 확대됨에 따라 폐기물 배터리 양이 급증할 것으로 예상되기 때문입니다.

 

2. 전기 자동차 배터리 재활용 산업의 독특한 특징

기술 개발이 적극적으로 진행 중입니다. 이전에는 폐기물 배터리를 고온에서 녹여 원자재를 추출하는 방법이 주로 사용되었습니다. 그러나 이 방법은 많은 에너지를 소비하고 환경 오염을 일으키는 단점이 있습니다. 최근에는 습식 제련, 전기 분해 등 환경 친화적인 재활용 기술 개발이 활발히 진행되고 있습니다.

 

전기 자동차 및 배터리 제조업체가 재활용 사업에 적극 참여하고 있습니다. 전기 자동차 제조업체는 발생하는 폐기물 배터리 양을 줄이기 위해 재사용 및 재활용 기술 개발에 투자하고 있습니다. 배터리 제조업체도 폐기물 배터리에서 원자재를 회수하고 새로운 배터리를 생산하기 위해 재활용 사업에 참여하고 있습니다.

 

국제적으로 재활용 규정이 강화되고 있습니다. 유럽 연합(EU)은 2025년부터 전기 자동차 제조업체에게 폐기물 배터리 수거 및 재활용을 의무화하고 있습니다. 미국도 2024년부터 폐기물 배터리 수거 및 재활용 의무를 부과할 계획입니다. 이러한 국제 규정 강화는 전기 자동차 배터리 재활용 산업의 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

 

전기 자동차 배터리 재활용 산업은 환경 보호, 자원 회로, 원자재 공급과 수요 안정화와 같은 다양한 측면에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 기술 개발과 정부 정책 지원을 통해 미래에 더욱 빠르게 성장할 것으로 기대됩니다.

 

3. 전기 자동차 배터리 재활용 과정

① 방전: 남아 있는 전기를 안전하게 방전시키기 위해 폐기물 배터리를 냉각하거나 전기 회로에 연결합니다.

 

② 해체: 폐기물 배터리를 해체하는 방법은 수동 해체와 기계 해체로 크게 나눌 수 있습니다. 수동 해체는 인력에 의해 폐기물 배터리를 분해하는 방법입니다. 노동력 비용이 많이 들지만 원자재 손실을 줄이는 장점이 있습니다. 기계 해체는 기계를 사용하여 폐기물 배터리를 분해하는 방법입니다. 노동력 비용은 낮지만 원자재 손실이 많은 단점이 있습니다.

 

③ 분쇄: 분쇄는 폐기물 배터리를 입자 크기를 줄이기 위해 파쇄하는 과정입니다. 분쇄 방법은 고속 회전 분쇄와 고압 분쇄로 크게 나눌 수 있습니다. 고속 회전 분쇄기는 빠른 분쇄 속도를 가지고 있지만 많은 에너지를 소비하는 단점이 있습니다. 고압 분쇄기는 분쇄 속도가 느리지만 에너지 소비가 낮은 장점이 있습니다.

 

④ 분류: 분류는 분쇄된 구성품에서 유해 물질을 제거하고 원자재 함량이 높은 부분을 선택하는 과정입니다. 분류 방법은 자동 분류와 수동 분류로 크게 나눌 수 있습니다. 자동 분류기는 높은 속도로 분류할 수 있지만 비용이 많이 드는 단점이 있습니다. 수동 분류기는 비용이 적지만 속도가 느린 단점이 있습니다.

 

4. 전기 자동차 배터리 재활용으로 진출한 기업들

① 삼성 SDI

삼성 SDI는 천안과 울산 공장에서 배터리 재활용 시스템을 구축했습니다. 배터리 생산 과정에서 발생하는 폐기물인 스크랩은 재활용 업체에 의해 수거되어 니켈과 코발트와 같은 광물 원료를 추출하고 이를 배터리 소재 파트너에게 보내어 삼성 SDI에 공급되는 원자재 제조 공정에 재주입됩니다. 또한 향후 헝가리와 말레이시아의 공장과도 유사한 협력 관계를 구축하고 원료 재활용을 시작할 계획입니다.

 

② 현대 자동차

현대 자동차 그룹의 폐배터리 사업은 재제조로 특징지어집니다. 현대 모비스는 글로벌 부품 공급망을 통해 폐배터리 재제조 기지를 설립하고 수거된 배터리를 구식 차량 및 후속 서비스(AS)용 배터리로 재제조합니다. 재사용되거나 재제조할 수 없는 배터리는 해체되어 리튬, 코발트, 니켈 등 주요 배터리 원료가 추출되고 재활용됩니다.

 

③ SK On

SK 에코플랜트와 SK On은 한국에서 최초로 ESS와 연동된 발전 시설을 건설현장에 구축했습니다. 에너지 저장 시스템 (ESS)은 에너지를 저장하고 필요할 때 사용할 수 있는 초대형 배터리로 전력 낭비를 최소화하고 에너지 효율성을 증가시킵니다.

 

④ LG 에너지 솔루션

LG 에너지 솔루션은 최근 오창 공장에 재사용된 폐배터리로 만든 '전기 자동차용 충전 ESS 시스템'을 설치했습니다. 또한 LG 에너지 솔루션과 GM의 합작법인인 울티움 셀즈는 북미 최대의 배터리 재활용 기업인 Li-Cycle과 계약을 체결하여 배터리 제조 과정에서 발생하는 폐기물 배터리를 재활용합니다.

 

⑤ 성일하이텍

성일하이텍의 LFP 배터리 재활용 기술은 폐기물 배터리에서 리튬, 인, 철을 모두 회수하는 특징이 있습니다. 또한 성일하이텍은 전기 자동차, 노트북, 스마트폰에서 사용된 배터리를 수거하고 코발트, 니켈, 망간 및 리튬을 회수하여 이를 이차 전지의 기본 원료로 사용합니다.

 

⑥ 에코프로 CNG

에코프로 CNG는 포항 폐배터리 재활용 공장의 시험 운영을 시작했습니다. 이 공장은 다음 달에 본격 가동을 시작할 예정입니다. 에코프로 CNG는 전기 자동차 사용 후 발생하는 배터리 폐기물에서 발생하는 폐기물 자원을 추출하고 이를 전기 자동차 배터리의 원료로 사용합니다.

 

⑦ POSCO HY Clean Metal

POSCO HY Clean Metal은 유럽 배터리 공장에서 발생한 배터리 스크랩을 현지에서 검은 분말로 가공하고 이를 수입하여 니켈, 리튬, 코발트 및 망간과 같은 핵심 양극재 원료를 재활용 공정을 통해 생산할 계획입니다.

이러한 기업들의 도전과 노력은 환경 보호와 원자재 회로에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.

 

벤츠의 전기차

 

5. 마치며

전기 자동차 배터리 재활용 산업은 기술 발전과 정부의 지원을 통해 앞으로 더욱 빠른 성장이 기대됩니다. 또한 위와 같이 많은 기업들의 참여와 노력이 이 산업의 긍정적인 변화를 이끌어내고 있습니다. 이러한 노력들은 환경 보호와 자원 회로에 적극적으로 기여하며 미래에는 더욱 지속 가능한 자동차 산업을 구축하는 데 일조할 것으로 전망됩니다.

 

• 전기차 배터리와 관련된 기술은 나날이 발전하고 있습니다. 이러한 기술 중 하나인 셀투팩 기술에 대해 궁금하다면 아래 포스팅을 확인하세요. 

전기차 기술의 끝없는 발전: Cell To Pack(셀투팩) 기술

 

6. 질문(Q&A)

Q1: 전기 자동차 배터리 재활용이 왜 중요한가요?

A1: 전기 자동차 배터리 재활용은 환경 보호와 함께 희귀 금속인 리튬, 니켈, 코발트, 망간의 재활용을 통해 원자재 회로에 기여하고 공급과 수요를 안정화하는 데 도움을 줍니다.

 

Q2: 어떤 기술 개발이 전기 자동차 배터리 재활용에 사용되고 있나요?

A2: 높은 온도에서 녹여 원료를 추출하는 기존 방법 대신 최근에는 습식 제련, 전기 분해 등 환경 친화적인 재활용 기술 개발이 활발히 진행되고 있습니다.

 

Q3: 국제적으로 전기 자동차 배터리 재활용에 대한 규정은 어떤가요?

A3: 유럽 연합은 2025년부터 전기 자동차 제조업체에게 폐기물 배터리 수거 및 재활용을 의무화하며, 미국도 2024년부터 유사한 의무를 부과할 예정입니다.

 

Q4: 어떤 기업들이 전기 자동차 배터리 재활용에 참여하고 있나요?

A4: LG 에너지 솔루션, 삼성 SDI, SK On, 성일 하이텍, 에코프로 CNG, POSCO HY 클린메탈 등이 전기 자동차 배터리 재활용 산업에 진출하고 있습니다.

 

Q5: 전기 자동차 배터리 재활용 과정은 어떻게 이루어지나요?

A5: 폐기물 배터리는 방전, 해체, 분쇄, 분류의 단계를 거쳐 안전하게 처리되며, 고온 녹이기 대신 친환경적인 기술을 사용하여 원료를 추출합니다.