中 CATL, 배터리 재활용 효율 99.6% 달성…지속 가능 생산 새 이정표

중국의 배터리 재활용 혁신이 지속 가능한 배터리 제조에 대한 혁신적인 접근 방식을 제시하고 있다. CATL의 방향성 재활용 기술과 자회사 브룬프 리사이클링의 혁신적인 재료 회수 방법이 업계의 판도를 바꾸고 있다고 26일(현지시각) 디스커버리가 보도했다.

이 고급 시스템은 업계가 수명이 다한 배터리 처리에 접근하는 방식을 변화시켜 전통적인 재활용 한계를 뛰어넘어 전례 없는 재료 회수율을 달성하고 있다.

CATL 방향성 재활용 기술은 배터리 구조 내의 특정 재료를 대상으로 하는 정밀 엔지니어링 프로세스를 사용한다는 점에서 기존 재활용 접근 방식과 근본적으로 다르다. 전통적인 재활용 방법은 처리 중에 재료 품질 저하와 상당한 손실을 초래하는 경우가 많은 반면, 브룬프의 방향성 재활용 기술(DRT)은 추출 전반에 걸쳐 재료 무결성을 유지한다.

이 기술은 선택적 재료 타겟팅, 열 분해 최소화, 폐쇄 루프 처리 통합이라는 세 가지 핵심 원칙을 중심으로 한다. 고온 제련에 의존하는 건식 야금 접근 방식과 달리 이 고급 시스템은 귀중한 재료의 분자 구조를 보존하여 새로운 배터리 생산 주기에 직접 재통합할 수 있도록 한다.
2005년에 설립되어 2015년 CATL에 인수된 브룬프 리사이클링은 전문 리튬 배터리 재활용 업체에서 세계 최대의 배터리 재활용 사업 중 하나로 발전했다. 광둥성 포산에 있는 회사 본사는 이러한 고급 회수 프로세스를 개발하고 개선하기 위한 기술 허브 역할을 한다.

CATL 방향성 재활용 기술은 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 재료 회수를 극대화하는 정교한 3단계 방법론을 통해 작동한다.

1단계는 지능형 해체 프로토콜이다. 초기 단계에는 회수 가능한 재료를 손상시키지 않고 배터리 구성 요소를 조심스럽게 분리하는 자동 분해 시스템이 포함된다. 이 지능형 해체 프로세스는 재료를 오염시키고 회수 효율성을 감소시킬 수 있는 기존 재활용의 기계적 파쇄 방법과 크게 다르다.

2단계는 습식 제련 가공이다. 일반적으로 1000~1400도에서 작동하는 고온 건식 야금 공정과 달리 습식 제련 공정은 제어된 온도에서 화학적 침출을 사용한다. 이 접근 방식을 사용하면 재료 품질을 보존하고 여러 원소에서 더 높은 회수율을 달성하면서 선택적인 재료 추출이 가능하다.

3단계는 고급 재료 회수 및 정제다. 마지막 단계는 추출된 물질을 배터리 등급 사양으로 정제하는 데 중점을 둔다. 이 정제 공정을 통해 회수된 재료는 순수 재료와 동일한 품질 표준을 충족하여 성능 저하 없이 새로운 배터리 제조에 직접 사용할 수 있다.

CATL 방향성 재활용 기술은 재료 회수에서 놀라운 효율성을 입증하여 기존 재활용 방법을 상당한 차이로 능가하는 업계 최고의 추출률을 달성한다.

브룬프 리사이클링의 최신 성능 데이터는 중요한 배터리 재료 전반에 걸쳐 탁월한 회수 능력을 보여준다. 2024년 브룬프 리사이클링은 12만톤 이상의 중고 배터리를 처리하는 동시에 여러 중요 재료에 대해 전례 없는 회수율을 달성했다.

니켈, 코발트, 망간은 각각 99.6%의 회수율을 기록했고, 리튬은 96.5%의 회수율을 달성해 1만7100톤의 리튬염을 생산했다.

이러한 회수율은 기존 재활용 방법에 비해 상당한 개선을 나타낸다. 기존의 건식 야금 공정은 일반적으로 약 95%의 니켈 및 코발트 회수율을 달성하는 반면, 전통적인 방법을 통한 리튬 회수는 슬래그 형성 시 재료 손실로 인해 25~30%로 제한되는 경우가 많다.

CATL 방향성 재활용 기술은 배터리 재료 회수에 대한 새로운 규제 요구 사항을 크게 초과한다. 2023년 7월에 채택된 유럽연합의 배터리 규정은 2030년까지 코발트, 구리, 니켈의 회수율을 95%, 리튬의 회수율을 70%로 규정하고 있다.

CATL의 기술은 이미 EU가 2030년에 목표로 하는 수준을 훨씬 초과 달성하고 있어 지속 가능한 배터리 제조의 새로운 기준을 제시하고 있다.

전문가들은 이 기술이 배터리 산업의 순환 경제를 실현하는 핵심 기술이 될 것으로 평가한다. 높은 재료 회수율은 원자재 채굴 필요성을 줄이고, 배터리 제조 비용을 낮추며, 환경 영향을 최소화하는 삼중 효과를 가져온다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com