Creator: UCSD 제이콥스 공과 대학 - 데이비드 베일롯
시장 분석가들은 2025년까지 705,000톤의 리튬 이온 배터리가 수명을 다할 것으로 예측합니다. 배터리가 청정 에너지의 미래에서 필수 요소로 성장함에 따라 이 수치는 기하급수적으로 증가하여 잠재적으로 다음과 같이 도달할 것으로 예상됩니다. 연간 9백만 톤 시장 분석가들은 2025년까지 705,000톤의 리튬 이온 배터리가 수명이 다할 것으로 예측합니다. 배터리가 청정 에너지의 미래에서 필수품으로 성장함에 따라 이 숫자는 기하급수적으로 증가하여 잠재적으로 2040년까지 연간 900만 톤에 이를 것으로 예상됩니다. 배터리 폐기물이 증가하고 있음에도 불구하고 배터리 재활용률은 상당히 낮으며 현재 5%에 불과한 것으로 추정됩니다. 5%.
리튬 이온 배터리 재활용률이 낮은 이유는 무엇입니까?
장기적인 환경 및 경제적 고려 사항이 배터리 재활용을 장려하지만 리튬 이온 배터리 재활용은 아직 상대적으로 젊고 개발되지 않았습니다. 관행이 아직 시작되지 않은 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.
- 저렴한 원자재
재활용 재료는 새로 채굴된 재료와 마찬가지로 사용할 수 있지만, 원자재 가격은 때때로 다음과 같습니다. 재활용 소재보다 저렴. 코발트가 한 예입니다. 신선한 코발트의 가격이 더 저렴해지면 재활용 업체들은 경쟁할 수 없게 되고 재활용 사업은 경제성을 확보할 수 없게 됩니다. 새로운 화학 물질이 등장할 가능성도 재활용 사업을 위협합니다. 예를 들어, 배터리에서 코발트가 완전히 고갈되면 재활용 업체는 배터리 폐기물에서 코발트를 추출할 인센티브가 없어집니다. 리튬 이온보다 다른 재료 조합을 사용하는 다른 배터리 화학 물질이 더 많이 사용된다면 버려진 배터리에서 재료를 회수할 인센티브도 줄어들 것입니다.
- 복잡한 화학
다양한 재료의 혼합으로 인해 배터리 재활용도 복잡해집니다. 모든 리튬 이온 배터리는 리튬을 함유하고 있지만 다른 성분은 다를 수 있습니다. 배터리마다 니켈, 코발트, 철, 알루미늄 등의 금속이 포함될 수 있습니다. 배터리 화학 성분이 지속적으로 변화함에 따라 회수할 각 물질에 맞게 조정해야 하므로 효율적인 추출 프로세스를 만드는 것은 어려운 일입니다. 이는 결국 재활용 비용을 높이고 수익성을 떨어뜨릴 수 있습니다.
- 어려운 프로세스
그리고 리튬 이온 배터리의 구조 또한 효율적인 재활용을 가로막는 또 다른 장애물이 있습니다. 배터리 셀의 구성 요소인 음극, 양극, 분리막, 전해질은 일반적으로 서로 단단히 감겨 있거나 쌓여 있으며 쉽게 분해할 수 있도록 설계되지 않았습니다. 또한 셀 디자인과 구성도 다양합니다. 전기 자동차와 같은 대형 배터리 팩에는 이러한 셀이 수천 개 포함될 수 있으므로 공정이 더욱 복잡해집니다. 각 셀 설계마다 다른 분해 공정과 작업 규모가 필요하기 때문에 보편적으로 효율적이고 효과적인 재활용 프로세스를 마련하는 것이 다시 한 번 어려워집니다.
배터리 재활용의 이점
이러한 어려움에도 불구하고 배터리 재활용은 여전히 가치 있는 사업입니다. 환경적으로 배터리 폐기물을 올바르게 처리하면 독성 배터리 물질이 매립지에서 땅속으로 누출되어 땅과 물을 오염시키는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 배터리를 부적절하게 폐기하면 매립지 및 폐기물 관리 시설에서 화재와 폭발이 발생할 수 있습니다. 손상된 배터리는 열 폭주 현상을 일으켜 위험할 수 있습니다.
또한 재활용 금속의 공급을 늘리면 채굴의 필요성을 줄일 수 있고, 재료의 고갈 속도도 늦출 수 있습니다. 배터리 부품의 안정적인 공급을 유지하기 위해 재활용 소재를 공급망에 포함시키는 것이 장기적으로 더 지속 가능할 것입니다. 또한 배터리를 재활용하면 해외 원자재에 대한 의존도가 줄어들어 배터리뿐만 아니라 전기차 및 기타 디바이스의 가격도 낮아집니다.
가정용 제품부터 에너지 저장 장치에 이르기까지 일상 생활에서 배터리가 점점 더 널리 보급됨에 따라 배터리 폐기물을 적절히 처리하고 관리해야 합니다. 각국 정부는 배터리 재활용에 대한 인센티브를 확대하고, 지속 가능한 공급망을 구축하며, 배터리 사용 증가로 인한 환경 영향을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 민간 기업과 업계에서도 비용 절감과 간소화를 통해 배터리 재활용의 접근성을 높일 수 있는 혁신적인 방법을 모색하고 있습니다.
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