폐배터리 음극재 내 유가자원 회수 최신 동향 분석 = Research Trend about Recovering Valuable Resources from the Anode of Waste Batteries

국문 초록 (Abstract)

전 세계적 탄소 중립 실천을 위해 전기자동차의 수요가 급증했으며, 그에 따른 폐배터리 양 또한 증가했다. 폐배터리는 적절히 처리되지 않을 경우 내부 전해질과 중금속에 의한 심각한 환경오염을 유발할 수 있다. 또한 리튬을 포함한다양한 유가 자원의 고갈 문제를 야기할 수 있어서 효율적인 재활용 기술 확립이 필수적이다. 폐배터리 회수 기술은주로 양극재 회수에 집중되어 왔으며, 습식 제련, 건식 제련, 물리화학적 공정 등 다양한 방식으로 연구 성숙도가 높은편이다. 반면, 음극재 회수 기술은 경제성 미달과 회수 공정의 복잡함으로 인해 상대적으로 초기 연구 단계에 머물러있다. 하지만, 최근 구리의 가치 상승과 구리 집전체와 흑연의 직접 재사용 가능성, 그리고 환경 규제 강화로 인해음극재 재활용 기술의 발전이 요구되고 있다. 특히, 양극재 회수 기술과 다르게 음극재 회수 기술은 친환경적인 방법이 활발히 진행되지 않아 이 점에서 연구 공백이 존재하는 실정이다. 이에 본 총설에서는 음극재 내 구리 박 및 흑연의 친환경적 회수 기술 현황을 분석하고 발전 방향을 제시하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to achieve carbon neutrality, demand for electric vehicles has increased rapidly. Subsequently, the amount of spent lithium-ion batteries has also increased. It is still required to find proper treatment because spent batteries can lead to serious environmental contamination due to their internal electrolytes and heavy metals. Additionally, this can cause resource exhaustion, including lithium. Therefore, it is essential to develop the recovery technologies for spent batteries. Numerous researchers have primarily focused on cathode recovery technologies from spent batteries by using hydrometallurgy, pyrometallurgy, or mechanochemical processes, which have reached commercial maturity. In contrast, anode recovery technologies have remained in the early development stages due to low economic viability and process complexity. However, it is important to advance anode recovery technologies due to several reasons, such as the rising value of copper, the potential for direct reuse of copper foil and graphite, and stricter environmental regulations. Especially, these technologies lack environmentally friendly methods compared to the cathode recovery technologies. Therefore, this review analyzes current eco-friendly recovery technologies for copper foil and graphite from spent anodes and suggests the direction for development.