[세계는 지금] 삼성, 도요타 같은 대기업과 자동차 제조업체들이 전고체 배터리에 사활을 거는 이유

새 배터리를 만들거나 폐배터리를 처리하는 과정에서 환경에 악영향을 미치는 점이 부각되면서 폐배터리에서 금속을 추출하는 재활용 시장으로 기업들이 눈을 돌리고 있다. 폐배터리 재활용의 이점은 무엇일까?

국내 비철금속기업은 건식 용융 방식을 활용하여 첫 공정 단계에서 리튬을 90% 이상 회수하였고, 국내 에너지그룹은 폐배터리에서 고순도 수산화리튬을 회수할 수 있는 독자적 기술을 개발했다.

세계 주요 리튬 생산지인 남미에서 불고 있는 리튬 보호주의가 세계 배터리 업체 속을 태우고 있다. 환경보호, 자원 안보를 내세우며 리튬 광산에 대한 장악력을 높여가고 있기 때문이다. 기술력은 있으나 원자재 확보가 어려운 우리나라는 전기차 폐배터리를 순환자원으로 인정하고, 효과적인 재사용, 재활용으로 배터리 생태계를 이끌 계획을 수립 중이다.

국내 연구진이 리튬이온 배터리의 건강 상태를 알 수 있는 진단 모델을 개발했습니다. 울산과학기술원 김동혁·최윤석·임한권 교수팀은 딥러닝 모델을 기반으로 전압과 전류, 온도 데이터를 RGB 값을 변환해 이미지로 보여주는 '리튬이온 배터리 평가를 위한 그래픽 접근법 모델'을 개발했다고 밝혔습니다. 연구팀은 개발한 진단 모델을 활용하면 부분 충·방전으로 손실된 데이터를 복원해 배터리 건강상태를 진단할 수 있으며, 초기 방전 데이터가 리튬이온 배터리의 건강 상태와 밀접한 상관관계가 있다는 것을 확인했다고 설명했습니다.

국내 연구진이 리튬 이차전지의 수명을 6배 늘리는 기술을 개발했습니다. 카이스트 연구진은 리튬 전지의 전해액 속에서 고분자 화합물이 용매를 흡수해 부피가 늘어나는 초박형 고분자 보호막을 적용해 리튬 전지의 수명을 획기적으로 늘리는 데 성공했다고 밝혔습니다. 연구진은 고분자 보호막으로 처리된 리튬 전지 음극은 세계 최고 수준의 리튬 이온 운반율을 나타냈다며 이 방법을 적용한 리튬 전지는 충·방전 사이클이 600회 이상의 성능을 보였다고 설명했습니다. 리튬 음극을 그대로 사용할 경우 충·방전 사이클이 100회 정도에 불과해 수명을 6배 개선됐다고 덧붙였습니다.

이란이 세계 2위 규모의 매장량을 가진 것으로 추정되는 리튬 광산을 발견했다고 밝혔습니다. 6일 미국 CNBC 방송에 따르면 지난 4일 이란 산업광물통상부는 국영방송을 통해 북서부 산악지대 하마단에서 자국 내 첫 리튬 광산을 찾아냈다고 발표했습니다. 추정 매장량은 850만 톤으로, 920만 톤의 매장량을 가진 칠레에 이어 세계에서 두 번째로 큰 규모입니다. 리튬은 전기차·휴대전화 배터리 등의 핵심 원료로서 최근 '하얀색 금'으로 불릴 정도로 주목받는 광물 자원입니다. 리튬 가격은 지난해 전기차용 배터리 수요 급증과 공급망 차질, 물가 상승 등의 영향으로 급등했으나, 올해 들어 전기차 판매 부진, 중국 경제활동 둔화 등으로 조정을 받고 있습니다. CNBC는 이란의 리튬 광산 발견 소식이 사실이라면 국제 리튬 가격에는 부정적인 영향을 줄 수 있지만, 국제사회의 제재를 받는 이란 경제에는 생명줄이 될 가능성이 있다고 관측했습니다.

[NRF 생활과학이야기]

정부가 핵심광물 33종을 선정하고 현재 80% 이상인 리튬과 코발트, 흑연 등의 중국 의존도를 2030년까지 50%대로 낮추기로 했습니다. 산업통상자원부는 삼성SDI와 LG에너지솔루션, 현대차 등 핵심광물 수요기업 관계자들과 간담회를 열고 이같은 전략을 발표했습니다. 현재 우리나라는 이차전지 양극재 소재인 수산화 리튬 84%, 수산화 코발트는 69%, 천연흑연은 72%를 중국에 의존하고 있습니다. 이는 핵심광물의 처리·가공 공정이 중국에서 대부분 이뤄지고 있기 때문인데, 정부는 핵심광물 수요가 2040년에는 2020년에 비해 4배 이상 급증할 것으로 예상하고 있습니다. 이에 따라 정부는 핵심광물 33종을 선정하고 매장량 등을 고려해 30개 전략협력국을 선정해 민간 기업의 광산 투자와 장기 공급계약 체결을 지원할 방침입니다.