2025년 경주 폐배터리 재활용 공장 적용 예정
SK에코플랜트가 폐배터리 리사이클링 처리 전반에 걸친 핵심 4대 기술의 내재화에 성공했다. 4대 기술은 니켈·코발트 회수 기술, 리튬 회수 기술, 고성능 용매 추출 기술, 고속 안전 방전 기술 등이다.
SK에코플랜트는 14일 대전 한국지질자원연구원에서 '배터리 재활용 기술 개발 선포식'을 열고 이차전지 재활용 기술 개발 성과와 활용 로드맵을 발표했다고 밝혔다.
SK에코플랜트와 한국지질자원연구원은 폐배터리에서 배터리 양극재의 원자재인 니켈과 코발트를 추출하는 과정에 용매 추출 방식을 적용해 회수율 97%를 달성했다. 회수된 니켈·코발트의 순도도 99.9%를 웃돌아 실제 배터리 제조에 쓰이는 수준을 기록했다.
양사는 지난해부터 폐배터리 용매 추출 기술을 고도화해 금속 회수율을 높이는 연구를 공동 수행해 왔다. 일반적으로 회수율을 높이기 위해서는 관련 공정을 추가해야 해 경제성이 떨어지게 되는데, 양사는 관련 공정을 최소화하면서도 회수율을 극대화하는 방법을 찾아냈다.
SK에코플랜트 관계자는 "물질, 온도 제어 등 운영 조건이 까다로워 공정의 난도가 매우 높은 용매 추출 방식 가운데 업계 최고 수준의 회수율을 달성한 것"이라며 "운영 비용은 물론 설비 투자비까지 낮출 수 있을 것"이라고 말했다.
SK에코플랜트는 전남대와의 공동 연구를 통해 배터리 양극재 주요 소재이자 희소금속인 리튬 회수율 90%를 기록하는 성과도 냈다. SK에코플랜트는 리튬 회수에 통상 사용되는 건식 방식 대신 용매 추출 공정을 최적화하는 방식으로 회수율을 끌어올렸다.
아울러 이를 바탕으로 배터리에 사용되는 수산화리튬을 생산하는 기술까지 연계 개발했다. 또 성균관대와 함께 폐배터리 리사이클링 과정에서 사용하는 용매 추출제의 성능을 개선해 사용 용수의 양을 절감할 수 있는 기술을 마련했다. 물질의 특성을 사전 확인하고 예측하는 모델링 기법을 적용한 것으로, 실험 결과 사용 용수를 기존 대비 최대 50% 줄이는 효과가 나타났다.
SK에코플랜트는 배터리 방전 기술 고도화에도 성공했다. 폐배터리에서 희소금속을 추출하기 전 완전히 방전시키지 않으면 화재나 폭발의 위험이 있다. 일반적으로 폐배터리의 완전 방전에는 하루가량 소요되는데, 한국과학기술원(KAIST)과의 협업으로 개발한 인공지능(AI) 알고리즘 모델을 기반으로 소요 시간을 49분까지 단축했다.
SK에코플랜트는 이번 4대 기술에 대한 특허를 출원했으며, 파일럿 공장 운영을 통한 사업화를 추진할 계획이다. 이후 실증 사업을 통한 기술 완성도 향상 작업을 거쳐 2025년 준공이 예상되는 경북 경주 SK에코플랜트 폐배터리 재활용 공장에 적용할 방침이다.
박경일 SK에코플랜트 사장은 "폐배터리 재활용 사업에서 가장 중요한 요소인 기술력과 다수의 현지 거점 확보 조건을 모두 갖췄다"며 "추진 중인 폐배터리 재활용 시설까지 조성된다면 본격적으로 SK에코플랜트의 폐배터리 재활용 밸류체인(가치사슬) 역량이 시장에서 빛을 발하게 될 것"이라고 말했다.
헬로티 이창현 기자 |
