[르포] 솔라라이트, 폐배터리 리사이클링 위한 ‘다단건식방전’ 현장에 가다

기존 습식방전 소요 최소 48시간… MDD 방식 통해 3시간으로 줄여

[인더스트리뉴스 이건오 기자] 폐배터리 산업에 대한 업계의 관심이 심상치 않다. 전기차에 사용된 이차전지를 재사용 혹은 재활용하는 리사이클링 사업에 많은 기업들과 지자체, 기관 등이 참여하고 있으며 정부는 법 개정과 지원 정책을 통해 관련 산업 육성에 나서고 있다.

이차전지 분해 프로세스. 입고 → 방전 → 팩 케이스 탈거 → 케이블 탈거 → BMS 탈거 → 모듈 탈거 → 모듈 추출 → 셀 추출 [자료=솔라라이트]

SNE리서치는 최근 발표에서 세계 폐배터리 시장이 2030년 20조원에서 2050년 600조원 규모로 연평균 39% 성장할 것으로 전망하기도 했다. 폐배터리에 대한 높은 관심은 경제성과 환경적 요구에서 답을 찾아볼 수 있다.

전기차 배터리 수명은 5~15년으로 사용 후에도 초기용량의 70% 이상 사용이 가능해 ESS로 재제조·재사용이 가능하다. 더불어 배터리 소재 회수를 통해 코발트, 리튬, 니켈 등 원자재 재활용으로 치솟는 배터리 생산에 대응할 수 있다는 경제적 이점이 있다.

또한, 지속적으로 이차폐기물 문제가 이슈화되고 있는 가운데 배터리 리사이클링은 자원순환을 통한 환경적 요구에 대응하는 핵심 방안으로 주목되고 있다. 최근 화두로 떠오르고 있는 ESG 등 친환경 기업 경영 방식에서도 순환경제가 주요 실천사항으로 꼽히고 있다.

공장 내 건식 배터리 모듈 동시방전 작업 현장. 물리적(전기적)으로 잔여에너지를 제거하는 솔라라이트의 건식방전은 방전 시간을 단축해 경제성을 확보하고 별도의 환경 유해요소가 발생하지 않아 친환경적이다. 더불어 용량 제한 없이 대량으로 초고속 방전이 가능한 기술로 효율적이고 고부가가치 자원 활용에 있어 경쟁력을 높일 수 있는 솔루션이다. [사진=인더스트리뉴스]

사진 왼쪽부터 솔라라이트 경주공장 내 적재돼 있는 사용후 배터리, 방전 작업 중인 배터리 [사진=인더스트리뉴스]

폐배터리 재활용을 위해서는 폐배터리의 운송·보관·폐기·재사용의 안정성을 위해 ‘완전 방전’이라는 필수적인 사용 후 배터리의 전처리 공정이 있어야 한다.

기존 전처리 방전 방식은 전해질인 염수에 폐배터리를 담궈 배터리의 양극, 음극으로 전류가 흐르게 하는 ‘습식방전’ 방식을 썼다. 그러나 경제성을 비롯해 안정성, 환경성, 시간 등 여러 부분에서 한계를 드러냈다.

본지는 습식방전이 아닌 ‘다단건식방전(MDD)’을 개발한 기업 솔라라이트의 현장을 찾아 기존 방식이 아닌 건식방전의 차별성과 실제 건식방전 공정 및 처리 방식에 대해 자세히 알아봤다.

배터리 팩 분해 결과물 [사진=솔라라이트]<br> — 배터리 팩 분해 결과물 [사진=솔라라이트]

솔라라이트 김월영 대표,

안정적인 폐배터리 방전 솔루션 ‘다단건식방전’ 통해 대용량 동시 방전

폐배터리 재활용을 위한 건식방전 공정에서 가장 신경 쓰고 있는 부분은?

기존 습식방전 시 최소 48시간의 오랜 습식과 건조과정에서 폐배터리 부식이 발생해 재사용 가치가 저하되며 폐수처리로 인한 고비용 발생과 환경오염 문제가 발생한다. 또 발화로 인한 화재뿐만 아니라 중금속 유출 등 연쇄 사고위험성 등의 문제도 있다.

솔라라이트는 이러한 부분들을 개선할 수 있도록 다단건식방전(MDD)을 개발에 집중했다. 이차전지 및 배터리 재활용, 건식방전 솔루션과 관련해 다양한 연구개발을 추진하고 있으며 관련된 특허를 보유하고 있다. △리튬이온배터리 팩의 방전장치 △배터리 제어장치 △안전한 이송·보관·분해를 위한 이차전지 배터리의 건식 방전 방법 및 장치 △이차전지 배터리의 재사용 및 재활용을 위한 전처리 과정에서 에너지 회수 및 발전해 배터리를 방전하는 방법 △이차전지 배터리의 전해액 제거 및 불연화를 위한 건식 방전방법 등의 특허 출원이 이뤄졌다.

솔라라이트 건식방전 솔루션의 경쟁력을 설명할 수 있는 포인트는?

안정적인 이송과 대용량 동시 방전을 예로 들 수 있겠다. 폐배터리의 잔여 에너지를 99.99% 소모 가능한 솔라라이트의 완전방전 기술은 안정성 검증을 통해 배터리를 불능화 시켜 운송 및 이송에 적합하며 폐배터리 배출 물량을 소화하기에 안전하고 효율적인 기술로 방전기술의 내수시장 점유율을 선점하고 있다. 더불어 솔라라이트의 건식방전은 배터리 회수 후 분리하고 보관하는 초기 단계부터 내부 잔여량을 필수적으로 소모함으로써 안정성을 부여해 안전한 처리 및 관리 환경을 확보했다.

또한, 기존 개별방전의 경우 오랜 시간이 소요되며 셀과 모듈 간 불균형으로 방전 시 사고위험성이 존재해 폐배터리 폐기량 급증에 따라 안전한 적정처리 방안이 필요한 시점에 솔라라이트는 대용량의 배터리 동시방전을 선보였으며, 이는 셀과 모듈 간 전압차를 조절하면서 균형 있게 방전하며 셀 및 모듈 개별제어기술을 통해 최근 셀(Cell) 6,000개를 동시방전 하는 등 전기자동차 폐배터리 산업에 안정성과 혁신성을 불어넣고 있다.

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