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[배터리] 리튬이온매터리 재활용이 마침내 북미와 유럽에서 시작되었다. 주목해야 할 리튬이온배터리 재활용 프로젝트 14가지가 있다. 테슬라는 자체내에서 배터리재활용을 한다고 한다. 네바다주의 미국배터리기술사, 매사추세츠주의 배터리리소스사, 번업 재활용기술시, 등, 그 다음은 중국의 배터리재활용사, 캐나다, 싱가폴, 호주 등 대부분의 국가가 배터리 재활용기업을 설립하였다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2021/01/27 [14:21]

[배터리] 리튬이온매터리 재활용이 마침내 북미와 유럽에서 시작되었다. 주목해야 할 리튬이온배터리 재활용 프로젝트 14가지가 있다. 테슬라는 자체내에서 배터리재활용을 한다고 한다. 네바다주의 미국배터리기술사, 매사추세츠주의 배터리리소스사, 번업 재활용기술시, 등, 그 다음은 중국의 배터리재활용사, 캐나다, 싱가폴, 호주 등 대부분의 국가가 배터리 재활용기업을 설립하였다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2021/01/27 [14:21]

 

 


올해 말 
 캐나다 회사 Li-Cycle은 과거 Eastman Kodak 단지를 기반으로 뉴욕 로체스터에 1억 7,500만달러 규모의 공장을 건설하기 시작한다. 완공되면 북미 최대의 리튬이온배터리 재활용 공장이 된다.

이 공장은 최종적으로 25미터 킬로톤의 투입물질을 수용하여 회사의 폐수제로, 배출제로 공정을 통해 코발트, 니켈, 리튬 및 기타 중요한 요소의 95% 이상을 회수한다. "우리는 니켈과 리튬의 국내 최대 공급원이 될뿐만 아니라 미국에서 유일한 코발트 공급원이 될 것이다." Ajay Kochhar, Li-Cycle의 공동설립자 겸 CEO가 말한다.

2016년 말에 설립된 이 회사는 수만 톤의 리튬이온배터리가 매립지로 유입되는 것을 방지하는 데 초점을 맞춘 호황을 누릴 산업이 될 것이다. 2019년에 전 세계적으로 재활용 할 수있는 18만미터 톤의 리튬이온배터리 중 절반 이상이 재활용되었다. 리튬이온배터리 생산이 급증함에 따라 재활용에 대한 관심도 높아지고 있다. 

리튬이온배터리 재활용 시장을 추적하는 컨설팅업체 런던에 본사를 둔 Circular Energy Storage에 따르면 전 세계적으로 약 100개의 회사가 리튬이온배터리를 재활용하거나 곧 그렇게 할 계획이다. 산업은 배터리의 대부분이 생산되는 중국과 한국에 집중되어 있지만 북미와 유럽에 수십 개의 재활용 스타트업이 있다. Li-Cycle 외에도 노르웨이 Hydro와 EV배터리 재활용 공장을 공동으로 건설하는 스톡홀름에 본사를 둔 Northvolt와 전자폐기물 재활용 범위가 더 넓은 Tesla alum JB Straubel의 Redwood Materials가 포함된다. 

이러한 신생 기업은 노동집약적이고 비효율적이며 더러운 프로세스를 자동화, 간소화 및 정리하는 것을 목표로한다. 전통적으로 배터리 재활용에는 일부 금속을 회수하기 위해 배터리를 태우거나 배터리를 갈아서 "검은 덩어리"를 용매로 처리하는 것이 포함된다.

미국 에너지부가 지원하는 배터리 재활용 연구협력업체 ReCell Center의 책임자  Jeff Spangenberger는 배터리 재활용이 단순히 깨끗할 필요가 없으며 안정적으로 수익성이 있어야한다고 말한다. Spangenberger는 “새로운 재료를 채굴하여 배터리를 버리는 것보다 배터리를 재활용하는 것이 좋다.  그러나 재활용회사는 수익을 창출하는 데 어려움을 겪고 있다. 사람들이 배터리를 회수할 인센티브를 가질 수 있도록 비용효율적으로 만들어야한다.”

근로자들은 토론토 근처에있는 Li-Cycle의 재활용 시설에서 리튬 이온 배터리를 분류합니다.사진 : Li-Cycle 

Li-Cycle은  구형 배터리 스크랩의 예비처리를 처리하는 스포크와 배터리 등급재료의 최종 처리를 위해 중앙에 위치한 허브에 검은색 덩어리를 공급하는 "스포크 및 허브" 모델에서 작동한다. 회사의 첫 번째 연설은 Li-Cycle이 본사가있는 토론토 근처에서 이루어졌다. 두 번째 스포크는 2022년에 개장할 예정인 로체스터에서 막 문을 열었다.

Li-Cycle 엔지니어는 전통적인 습식 제련 재활용을 반복적으로 개선했다고 Kochhar는 말한다.  EV배터리팩을 셀로 분해하여 방전하는 대신 팩을 더 큰 모듈로 분리하여 방전없이 처리한다.

배터리 화학과 관련하여 Li-Cycle은 불가지론적이다. 주류 니켈 망간 코발트 산화물 배터리는 인산철 리튬기반 배터리만큼 쉽게 재활용된다. Kochhar는 “업계에는 통일성이 없다. 우리는 배터리의 정확한 화학적 성질을 알지 못하며 알 필요도 없다." 

얼마나 많은 배터리를 재활용해야하나? 프레젠테이션에서 Kochhar는 사용한 리튬이온배터리의 "다가오는 쓰나미"를 언급한다. 전 세계 전기차 판매량이 2020년 170만에서 2030년 2600만대로 증가하는 상황에서 곧 사용된 배터리로 가득차게 될 것이라고 상상하기 쉽다.

그러나 리튬이온배터리는 수명이 길다고 Circular Energy Storage 이사 Hans Eric Melin은 말한다. Melin은 “미국시장에서 중고 EV의 30%가 현재 러시아, 우크라이나, 요르단에 있으며 배터리가 승객으로 함께 제공되었다.  EV배터리는 고정식 저장소로 용도를 변경할 수도 있고 제품에는 여전히 많은 가치가 있다."라고 그는 말한다. 

Melin은 미국이 2030년에 재활용 할 리튬이온배터리를 약 80미터 킬로톤으로, 유럽은 132미터 킬로톤을 가질 것으로 예상한다. "모든 재활용회사는 수천톤의 용량을 가진 공장을 세우고 있지만 현재 보유한 것보다 더 많은 재료를 재활용 할 수는 없다."라고 그는 말한다.

은색 배터리 이미지와 재료 더미 3 개 사진.  사진 : ReCell 

ReCell의 Spangenberger는 배터리 재활용 용량증가에 대한 필요성이 당분간 압박되지 않을 것이라는데 동의한다. 이것이 그의 그룹의 연구가 직접 음극 재활용을 포함한 장기 프로젝트에 초점을 맞춘 이유이다. 전통적인 재활용은 음극을 금속염으로 분해하고 소금을 다시 음극으로 재 형성하는 것은 비용이 많이든다. ReCell은 올해 음극 분말 재활용을위한 비용 효율적인 방법을 시연 할 계획이지만 이러한 공정이 대량 적용을 위해 준비되기까지 5년이 더 걸릴 것이다.

배터리 쓰나미가 아직 오지 않았더라도 차는 소비자 가전과 전기자동차 제조업체가 현재 Li-Cycle의 서비스에 관심을 갖고 있다고 말한다. Kochhar는 "종종 공급업체가 우리와 협력하도록 밀어 붙이고 있는데, 이는 우리에게 매우 좋았고 정말 흥미로웠다."라고 말한다.

Spangenberger는 “재활용에 관련된 연구자들은 자신이하는 일에 매우 열정적이다. 이것은 큰 기술적 도전이며 이것이 올바른 일이기 때문에 알아 내고 싶어한다.”라고 Spangenberger는 말한다. "하지만 돈도 벌어야하므로 매력이다."

주목해야 할 리튬이온배터리 재활용 프로젝트 14가지

미국 배터리 기술 : 이 회사는 리튬 및 기타 배터리 재료의 채굴, 추출 및 재활용에 초점을 맞추고있는 일환으로 네바다주 인클라인 빌리지에 배터리 금속재활용공장을 개장 할 계획이며 연간 배터리 수명을 늘리려고한다. 

배터리 리소스 매사추세츠 주 Worcester의 스타트업인 Worcester Polytechnic Institute에서 분리된 이 스타트업은 산업화 이후 폐기된 리튬이온배터리용 음극분말을 만드는 데 주력하고 있다.

Brunp 재활용기술 Co. 선도적인 리튬이온배터리 제조업체 CATL의 자회사 Brunp는 아시아에서 이러한 배터리의 최대 재활용업체이다. 중국 후난성에있는 새 공장은 연간 100,000톤의 리튬이온배터리 스크랩을 재활용 할 수있는 것으로 알려졌다.

간펑 리튬 중국 리튬이온배터리 제조업체는 멕시코에 배터리 재활용 공장을 건설하여 테슬라, 한국의 LG화학 등 전기차 제조업체 및 공급 업체에 미네랄을 판매 할 계획이다. 

녹색 리튬이온 싱가포르 스타트업은 2021년 초에 "순도 99.9%"인 리튬이온배터리 음극재 재활용에 초점을 맞춘 두 번째 재활용 공장을 열 예정이다.

리튬 사이클 올해 말, 캐나다 회사는 뉴욕주 로체스터에 미화 1억 7천 5백만 달러의 재활용 공장을 건설하기 시작한다. 완료되면 북미 최대의 리튬이온배터리 자원회수 시설이 될 것이다.

노스 볼트 2016년에 전 Tesla 경영진이 설립한 이 스웨덴 배터리 스타트업은 이미 실험적인 재활용 공장을 가동하고 있으며 알루미늄 회사와 함께 Hydro는 올해 노르웨이에 연간 8,000미터톤의 재활용 공장을 열 계획이다.

프리모비우스 호주의 합작투자 네오메탈그리고 독일 SMS그룹 유럽에서 상업적으로 확장할 계획과 함께 Neometal의 독자적인 재활용 방법을 시연한다. 

리셀 센터 : 미국 에너지부의 차량기술사무소에서 3년 동안 1,500만달러의 보조금을 지원하는 이 연구센터는 직접 음극재활용과 같은 장기적인 방법에 초점을 맞추고 있다. 

레드우드 재료 : 2017년에 전 Tesla CTO JB Straubel (네바다 주 Carson)이 공동설립한 스타트업은 원자재 공급업체로 자리 매김했으며 일반적으로 전자폐기물을 재활용 할 것이다. 아마존의 20억달러 기후서약기금의 5명의 초기 수령자 중 하나이다.

ReLIB 미국 ReCell Center와 비교할 수있는 이 R & D 협력은 영국 버밍엄에있는 Faraday Institution에 기반을두고 있으며 영국에서 EV배터리 재활용의 효율성을 개선하는 데 초점을 맞추고 있다.

SMCC 재활용 배터리 재활용 업체인 한국의 SungEel HiTech Co.와 Metallica Commodities Corp.의 합작투자회사인 이 회사는 뉴욕의 Endicott에 "친환경적인" 5,000미터톤 리튬이온 재활용 공장을 열 계획이다. 

테슬라 : 지난 몇 년 동안 Elon Musk는 EV제조업체가 자체 배터리를 재활용 할 것이라고 암시했다. 현재 중국에서는 상하이 기가팩토리 2단계가 마무리되고있다.

Umicore:  전 세계 11,000명의 직원을 보유한 선도적인 재료 재활용업체 Umicore는 2017년부터 전기자동차의 모든 부품 재활용을 포함하여 "깨끗한 이동성"에 중점을두고 있다. 벨기에 Hoboken 공장은 연간 7,000톤의 리튬이온배터리를 처리 할 수 ​​있다.

이 기사는 2021년 1월 "리튬이온배터리 재활용을위한 모멘텀 구축"에 실렸다. Spectrum.org를 통해

 
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