원자력연, LFP 배터리 '재활용 기술' 기업에 이전

한국원자력연구원(원자력연)은 ㈜그린코어이엔씨에 '다중음이온계 리튬이차전지 양극재의 재활용 방법 및 장치' 기술을 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 6일 밝혔다.

임인철 원자력연 부원장(오른쪽)이 최근 이희성 그린코어이엔씨 대표와 기술이전 계약을 체결한 후 기념촬영을 하고 있다. 한국원자력연구원

LFP 배터리 제조과정에서 발생하는 불량·잔재물과 수명이 다한 폐양극재에서 리튬을 선택적으로 추출·회수하는 공정 및 공정에 필요한 장치 기술이 이전 대상이다. 계약은 정액기술료 1억5000만원에 매출액의 2%를 경상기술료로 받는 조건으로 체결됐다.

기존 리튬 회수 기술은 습식 침출 또는 고온 열처리 방식이 주를 이룬다. 이들 방식은 처리 단계가 복잡하고, 불순물 제거가 어렵다.

이와 달리 원자력연이 개발한 기술은 염소화 반응으로 리튬을 선택적으로 추출하면서 경제성과 친환경성을 강화했다.

먼저 LFP 폐배터리의 양극 소재를 염소가스와 저온에서 반응시켜 리튬만을 분리해낼 수 있는 수용액으로 바꾼다. 이어 고체와 액체를 분리하는 공정을 거쳐 추출한 리튬을 탄산리튬·수산화리튬 등으로 전환해 최종 회수한다.

이를 통해 LFP 폐배터리 양극 소재에 포함된 리튬의 95% 이상(리튬 전환율)을 추출할 수 있다. 추출한 수용액의 리튬 순도는 97% 이상이다.

특히 리튬 분리 후 남은 전이금속 성분은 새로운 배터리를 만드는 원료로 재활용, 공정 후 발생하는 부산물은 산성폐수가 아닌 소금물(NaCl) 형태로 남아 친환경적이라는 강점을 가진다고 원자력연은 강조했다.

이 기술은 원자력시설청정기술개발부 김성욱 박사 연구팀과 중성자과학부 김형섭 박사 연구팀이 과학기술정보통신부 학연협력플랫폼구축 시범사업 등의 지원을 받아 개발했다.

기술이전 대상 기업인 그린코어이엔씨는 LFP 리튬 추출의 핵심인 고액분리 분야 역량을 갖춰 이전 기술의 상용화 가능성을 높인다.

임인철 원자력연 부원장은 "이전한 기술은 LFP 배터리 분야 투자 확대와 자원순환 정책 변화에 대응할 핵심기술"이라며 "기술이전이 LFP 배터리 재활용 기술의 상용화로 이어져 국내 배터리 산업 경쟁력을 강화하는 데 기여하길 바란다"고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr