다운스트림 - 배터리 사용 및 배터리 재활용

전 세계 배터리 시장은 리튬 배터리에 대한 수요 증가에 힘입어 빠르게 확장되고 있습니다. 이러한 급증은 주로 전기 자동차(EV), 재생 에너지 저장 시스템, 가전제품의 성장에 기인합니다. 그러나 현재 리튬 이온 배터리의 공급은 이러한 수요 증가를 따라잡지 못하고 있으며, 배터리 제조 회사에게는 상당한 기회와 도전이 되고 있습니다.

엄격한 환경 요구와 극도로 경쟁이 치열한 시장으로 인해 선형 가치 사슬에서 벗어나야 한다는 압박에 직면한 제조업체들은 배터리를 재활용하고 재사용해야 합니다.

주요 환경적 재활용 목표는 다음과 같습니다:
• 폐기물을 방지하여 수명 종료 관리 개선
• 모든 배터리 기술의 배터리 광물 회수를 통한 재활용 라인 최적화
• 고순도 물질을 완전히 회수하여 환경 발자국을 줄입니다.
• 새 배터리를 위한 배터리 광물 재사용
• 리튬 소재를 다른 산업에서 사용할 수 있도록 용도 변경.

2030년까지 재활용업체와 제조업체는 폐배터리에서 1억 2,500만 톤 이상의 리튬, 3만 5,000톤의 코발트, 8,600톤 이상의 니켈(일부 배터리 등급 금속만)을 추출할 것으로 예상되며, 총 배터리 광물 회수량은 최대 100만 톤에 달할 것으로 전망됩니다.

배터리 제조는 매우 복잡합니다.

설계 및 조립
배터리는 서로 용접되거나 접착되어 있어 개별 부품을 교체하기 어렵고, 부품이 고장 나면 잠재 수명의 80% 이상이 남은 상태에서 배터리 전체를 폐기해야 하는 경우가 많습니다.

에너지 집약적인 프로세스
배터리 재활용은 에너지 집약적이기 때문에 전기차 배터리의 설계 단계에서 재활용 방법을 신중하게 고려해야 합니다. 특히 제품이 환경에 미치는 영향의 80%는 설계 단계에서 결정됩니다.

배터리 재활용

낮은 재활용률
현재 리튬 배터리의 5%만이 재활용되고 있으며, 공정 개선과 향상된 회수 방법을 통해 배터리 회수 및 재활용 기술 및 인프라에 대한 대규모 투자가 이루어지고 있습니다.

재활용 범위
배터리 재활용은 전기차에만 국한되지 않고 노트북, 전동 공구, 태양열 저장 장치, 심박 조율기 등 배터리가 포함된 모든 기기를 포함합니다.

배터리 재활용 프로세스
일반적인 재활용 공장에서는 부품을 파쇄하여 분말로 만들고, 분말을 녹이거나(열야금) 산에 용해시킵니다(습식 제련).

분쇄 후 분말은 플라스틱과 비금속 성분을 분리하기 위해 물로 배출되고, 분말 슬러리는 다음 단계를 준비하기 위해 필터 프레스를 통해 탈수됩니다.

습식 야금
습식 야금 회수는 배터리 등급의 수산화리튬을 생산하기 위한 업스트림 공정에서 설명한 리튬 추출 절차와 매우 유사합니다. 슬러리는 광범위한 화학 침출 공정을 거치며, 산의 조합으로 폐기물/잔류물을 제거하여 배터리 광물 슬러리를 액체 금속으로 희석합니다.

화학적 침출
화학적 침출은 황산(H2SO4), 염산(HCL), 수산화나트륨, 수산화칼슘(Ca(OH)2) 등의 산 조합을 20%~30%의 농도와 50°C의 온도에서 슬러리를 단계적 공정에 노출시킴으로써 이루어집니다.

금속 추출을 위한 부양 공정

목적
각 셀에는 목표 금속의 분리를 용이하게 하기 위해 pH 수준을 조정하는 특정 산과 시약의 조합이 포함되어 있습니다.

시약
시약을 주입하면 철, 구리, 알루미늄, 망간, 코발트, 니켈, 리튬, 금과 같은 원소를 대상으로 화학적 분리가 시작됩니다.

응집 및 농축
응집은 미세한 금속 슬러리가 물에서 분리되고 더 큰 클러스터로 응집되어 고밀도 농축 슬러리를 형성하도록 합니다.

결정화
각 금속 처리는 슬러리를 배터리 제조에 재사용할 원료로 최종 정제된 배터리 등급으로 결정체를 형성하기 위해 시작됩니다.

결론
배터리 재활용의 발전으로 배터리 귀금속의 정확하고 효율적인 추출에 대한 요구가 더욱 커지고 있습니다. 이 복잡한 공정에는 부식성이 강한 화학 물질과 마모성이 높은 금속 슬러리를 처리해야 하므로 견고하고 안정적인 펌프 기술을 사용해야 합니다. 재활용 공정에는 부식성이 매우 강한 산성 및 연마성 액체가 포함되므로 화학적 손상에 대한 저항성이 높은 펌프가 필요하며, 연마 마모를 견딜 수 있는 내구성 있는 펌프 구성품이 필요합니다. 안전의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. Verder 펌프는 누출 및 배출 위험을 최소화하여 보다 안전한 작업 환경과 환경 영향 감소에 기여합니다. Verder 펌프 기술의 성공은 고객의 발전을 실현하기 위한 당사의 노력에 있습니다. 고품질의 엔지니어링된 신뢰할 수 있는 펌프 솔루션을 제공함으로써 고객은 전문성과 정밀성으로 펌핑 요구 사항을 처리하고 있다는 확신을 가지고 핵심 비즈니스에 집중할 수 있습니다. 끝으로, 배터리 재활용 공정의 효율성, 안전성 및 지속 가능성을 위해 Verder가 제공하는 첨단 펌프 기술인 Verderflex 연동식, Verderair, (e-)PURE PTFE 펌프의 선택은 매우 중요합니다. 이 펌프는 부식성 및 마모성 물질 취급에 대한 높은 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 인력과 환경 보호도 보장합니다. 배터리 재활용에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 혁신적이고 신뢰할 수 있는 펌프 솔루션의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.