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Nikkei X-TECH_2021.2.4

EV 배터리 리사이클 공장 개설
폭스바겐 그룹 컴포넌트, 1g도 남기지 않고 재이용

독일 폭스바겐 그룹의 부품 사업을 이끌고 있는 폭스바겐 그룹 컴포넌트(Volkswagen Group Components)는 1월 29일, 독일 북부 잘츠기터(Salzgitter)에 전동차 배터리를 리사이클하는 시험 공장을 개설했다고 발표했다. 폐기된 리튬이온 2차전지에서 리튬(Li), 니켈(Ni), 망간(Mn), 코발트(Co) 등의 희토류를 알루미늄, 동, 플라스틱과 함께 공업용 자원으로 회수한다.

잘츠기터 공장에서는 다른 용도로 재이용할 수 없게 된 배터리만을 리사이클한다. 리사이클하기 전에 배터리를 분석해 급속 충전 스테이션과 모바일 충전 로봇(이동식 충전 장치) 등에 이용할 수 있는 용량이 남아있을 경우에는 리사이클하지 않는다.

이번 시험 공장은 연간 최대 3,600세트의 배터리 시스템(배터리팩)을 리사이클할 수 있도록 설계되어 있다. 배터리 시스템 1개의 무게를 약 400kg이라고 한다면 연간 약 1,500톤을 처리할 수 있다. 초기 리사이클 비율은 배터리 시스템 무게의 약 70%이며, 향후 리사이클 비율을 90% 이상으로 높이는 것을 목표로 하고 있다. 가령 62kWh의 배터리 시스템을 재생에너지를 이용해 100% 리사이클할 경우, 이산화탄소 배출량을 1.3톤 줄일 수 있다고 한다.

-- ‘1g도 남기지 않고 재이용한다’ --
전동차에서 더 이상 사용이 불가능한 2차배터리가 대량으로 반환되기 시작하는 시기는 빠르면 2020년대 후반이 될 것으로 전망되고 있다. 폭스바겐 그룹 컴포넌트는 앞으로 이 시험 공장에서 리사이클 공정을 최적화하고 미래의 대량 배터리 리사이클 시대에 대응할 수 있도록 한다는 전략이다. 이를 통해 전동차용 배터리의 밸류체인 전체에서 지속 가능한 리사이클 실현을 목표로 하고 있다.

리사이클 공정에는 대량의 에너지를 소비하는 고로를 통한 용해 방법은 사용되지 않으며 이산화탄소 배출량이 적은 화학 프로세스를 중심으로 채택되고 있다. 시장에서 회수된 폐기 배터리 시스템은 심방전(Deep Cycle) 상태로 만들어진 다음 해체된다. 각각의 부품은 분쇄기로 잘게 부숴진 후에 건조되며 이 공정을 통해 알루미늄, 동, 플라스틱과 함께 Li, Ni, Mn, Co, 흑연 등 배터리의 중요한 재료가 포함된 검은 가루가 된다. 이것을 물과 화학약품을 이용한 습식 정련 프로세스를 통해 각각의 물질로 분리하는 것이다. 정련과 분리는 외부 전문 기업이 담당한다.

폭스바겐 그룹 컴포넌트의 슈몰 회장은 “이러한 처리를 통해 폐 배터리에서 수집한 리사이클 재료를 이용하여 새로운 전극 제조가 가능하다. 리사이클 재료가 신규 재료와 같은 수준의 성능을 낼 수 있다는 것이 밝혀졌다. 미래에 전동차용 배터리의 수요가 늘어날 경우, 원재료의 수요는 큰 폭으로 증가할 것이다. 이 때문에 리사이클 재료를 1g도 남기지 않고 효과적으로 활용하는 것이 중요하다”라고 말한다.

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