본 연구는 폐니켈수소전지(NiMH)에서 다량 함유된 유가금속(니켈, 코발트)과 희토류 원소를 효율적으로 회수하고, 이를 리튬이온이차전지(LIB)용 고성능 양극활물질로 재활용하는 기술 개발을 목표로 한다. 기존 폐배터리는 단순 폐기 또는 저부가가치 활용에 그쳤으나, 니켈(약 25%), 코발트(약 2%), 희토류(약 4%)를 포함한 고부가금속 자원을 효과적으로 추출·정제함으로써 국가 전략 금속 자급률 향상과 자원 순환경제 구축에 기여할 수 있다. 연구는 크게 세 단계로 진행되었다. ㈜지엠텍은 폐전지의 방전·해체·파분쇄를 포함한 **전처리 시스템(30톤/년급)**을 구축하고, 금속 회수 공정을 최적화하였다. 고등기술연구원은 유가금속 및 희토류의 고효율 침출·분리·농축 기술을 개발하고, 니켈/코발트 ≥80% 회수율 및 ≥95% 순도의 황산염 화합물을 확보하였다. ㈜엔코는 희토류 금속의 불순물 제거 및 고순도 산화물 회수 기술을 개발하여, ≥80% 회수율 및 ≥85% 순도의 희토류산화물을 확보하였다. 자동차부품연구원은 회수된 전구체 원료를 활용해 High-Ni NCM계 양극활물질을 제조하고, 충·방전 특성 및 수명을 평가하였다. ㈜모노리스는 회수 원료 기반 전구체 제조 공정을 설계하고, 기존 원료 대비 성능 비교·검증을 수행하였다. 본 과제를 통해 개발된 기술은 단순 금속 회수를 넘어, 폐전지 → 유가금속/희토류 회수 → 리튬이온전지용 고성능 양극소재 제조로 이어지는 전주기적 자원 재활용 체계를 구축하였다. 이는 원료 수급 안정화, 원가 절감, 고부가가치 소재의 국산화, 관련 산업 일자리 창출에 크게 기여할 것으로 기대된다.

(주)지엠텍

2017년 3월 - 2019년 11월