[뉴스웍스=백진호 기자] 유광석 한국지질자원연구원 자원활용연구본부 박사 연구팀이 폐리튬이온배터리의 해체 과정에서 나온 블랙파우더에서 양극재 물질을 분리‧선별해 회수하는 공정 개발에 성공했다.

31일 지질연구원에 따르면 폐리튬이온배터리의 분쇄 과정에서 나오는 블랙파우더는 양극재인 리튬금속산화물과 음극재인 흑연, 금속 전극인 알루미늄과 구리, 소량의 전해물질과 카본블랙, 결합재로 구성된다.

블랙파우더 내에서 단체 분리된 양극재의 입자 크기는 20㎛ 이하로 일반적인 부유선별 과정에서 비말동반현상을 일으켜 양극재의 손실을 발생시킨다.

유 박사 연구팀은 광물 선별 방법인 부유선별 공정을 활용해 '폐 리튬이온배터리의 블랙파우더에 함유된 양극재 물질을 회수하는 공정 및 운영 기술'을 개발했다. 20㎛ 이하인 양극재의 비말동반현상에 따른 손실을 최소화하기 위해 부유선별 공정 회로와 최적의 광액 농도, 반응(체류) 시간, 입자 유동, 기포 층 두께를 제어하는 운전 조건을 개발했다. 연구팀은 이를 바탕으로 폐 리튬이온배터리의 블랙파우더 속 양극재 물질의 98% 이상을 회수했다.

선별한 양극재 물질은 리튬‧니켈‧코발트‧망간 등의 리튬금속산화물과 금속 전극인 알루미늄과 구리다.

유광석 박사는 "신기술과 공정은 해외 기업과의 기술 차별성을 바탕으로 국내 기업의 경쟁력을 확보하는 데 크게 기여할 것"이라며 "기술을 고도화해 국내 기업에 이전·상용화하고, 지속적인 기술 지원을 통해 국가 배터리 산업 경쟁력 확보에 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

유광석 박사 연구팀은 GS건설(에너지머트리얼즈)과 블랙파우더 내 양극재 회수를 위한 부유 선별기 형상 설계와 실증화 기술을 기술이전을 통해 추가로 진행할 예정이다.