전기차 배터리 재활용
전기차 시장이 성장하면서 수명을 다한 폐배터리가 미래 사업으로 각광받고 있다.
전기차 핵심 부품인 리튬이온 배터리는 통상 6~10년 사용하면 성능이 떨어져 새 배터리로 바꿔야 하는데, 이때 수명을 다한 폐배터리는 처분해야 하는 애물단지로 전락하는 상황이라 현재 폐배터리는 지자제에 반납하는 시스템으로 알고 있는데 샌드박스를 통해 지자제 반납된 폐배터리를 재활용할수 있는 기틀을 마련 했다고 합니다.
당장 2024년부터 국내에서만 1만개 이상의 폐배터리가 쏟아질 전망이다. 폐배터리를 그대로 폐기할 경우 환경오염이 우려되기 때문에 기업들은 버려진 배터리를 재활용해 환경보호에 앞장서고, 폐배터리 관련 친환경 사업을 신성장 동력으로 키운다는 전략이라 새로운 블루오션을 기대해 봅니다.
전기 자동차 배터리 전시회 2021
전고체 전지의 유형
전기차 배터리 ‘셀 → 모듈 → 팩’으로 구성된다
전기차 가동을 위해서는 스마트폰의 수천 배에 달하는 엄청난 양의 전력이 필요합니다. 때문에 배터리 셀이 수십 개에서 많게는 수천 개까지 필요하죠. 전기차 종류에 따라 구성이 조금씩 차이가 있을 수 있겠지만, 일반적으로 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성됩니다.
수 많은 배터리 셀을 안전하게 그리고 효율적으로 관리하기 위해 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐 전기차에 탑재하는 것입니다. 셀, 모듈, 팩은 쉽게 배터리를 모으는 단위로 생각하면 됩니다. 배터리 셀을 여러 개 묶어서 모듈을 만들고, 모듈을 여러 개 묶어서 팩을 만드는 것이죠. 전기차에는 최종적으로 배터리가 하나의 팩 형태로 들어가게 됩니다.
배터리는 1차 전지와 2차 전지로 나누는데 이중 1차 전지는 일상생활에서 많이 쓰이는 건전지 같은 1회용 배터리를 말한다. 2차 전지는 충전이 가능한 전지를 말하는데 2차 전지의 종류는 매우 다양하다. 납 축전지, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등이 있으며 최근 국내산 전기차에는 리튬 폴리머 배터리가 주로 쓰이고 있다.
1차 전지는 대게 개당 1.5v의 전압을 가지고 있으며 2차 전지인 니켈 카드뮴과 니켈수소 전지는 1.2v 정도의 전압을 가지고 있다. 리튬 폴리머 배터리는 3.6v 또는 3.7의 전압을 가지고 있는데 1개당 1셀이라는 단위로 불린다. 이것을 몇 개씩 묶어 팩으로 부르고 모듈화해 전기차에 장착하는 것이다.
전기차 배터리 재활용 사례 및 현황
배터리 업계는 전 세계 폐배터리 재활용 시장이 2019년 기준 15억달러(약 1조6500억원)에서 2030년이면 180억달러(약 20조원) 규모로 10배 이상 성장할 것으로 내다봤다. 우리나라의 경우 정부가 지난해 말 폐배터리를 지방자치단체에 반납해야 하는 의무를 폐지하면서 올해부터 폐배터리를 빌려쓰거나 재활용하는 사업도 급물살을 탈 것이란 기대감이 커지고 있다.
전기차 확대에 따라 전기차 배터리 시장도 성장하고, 이와 맞물려 글로벌 폐배터리 재활용 시장 역시 2019년 기준 15억달러(1조 6500억원)에서 2030년 181억달러(약 20조원) 규모로 10배 이상 성장할 전망이다.
무엇보다 배터리 재활용이 주목받는 것은 생산과정에서 발생한 폐배터리나 부산물내 원재료는 상당수 보존이 가능하며 이를 재추출해 사용할 수 있기 때문이다.
특히 전기차 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높아 사용 후에 성능이 저하되더라도 원재료 재 추출이나 ESS로 재사용이 가능해, 폐배터리를 분해해서 리튬, 코발트, 니켈 등 희귀 금속을 추출하는 배터리 재활용(Recycling)이나 ESS 배터리로 활용하는 재사용(Reuse)하는 것이 주목받고 있는 것이다.