배터리 광물 및 소재의 기술혁신 동향과 과제

▶ 전기차 배터리 광물·소재 수요 급증과 생산·가공 지역 편중으로 공급이 불안정한 상황에서, 기술혁신은 공급망의 다양성·탄력성 강화와 환경·비용 문제 해결의 핵심 열쇠임.

 

▶ 배터리 음극재는 현재 대부분 흑연이지만 에너지밀도 향상을 위해 실리콘 함량을 높여 대체를 모색하고, 나트륨이온 배터리가 개발되면서 경질탄소 계열 음극재가 부상하고 있음.

 

▶ LFP 양극재 혁신으로 중국산 배터리가 NMC보다 30% 저렴하고, 수명이 길어지고, 안전성이 향상되면서, 비중국계 NMC 기업들은 LFP 수용과 차세대 전환 사이에서 전략적 딜레마에 직면해 있으며, 리튬 의존을 줄일 나트륨이온 배터리가 새 상업적 대안으로 부상 중임.

 

▶ 리튬이온 배터리의 전해질 개선을 위한 연구는 전해질을 고체 또는 반고체로 만들어 높은 에너지밀도, 빠른 충전 속도, 향상된 안전성을 구현하는데 초점을 맞추고 있음.

 

▶ 배터리 재사용은 신규 원자재의 핵심광물 수요를 줄이지만, IEA는 2050년에도 재사용 비중이 약 10%에 머무를 것으로 예상하며 기술혁신을 위한 중점분야를 제시함.

 

▶ 재활용을 위한 전처리 단계에서는 고급 선별, 신규 화학·물리 공정, 품질 관리가 강화되고, 제련 단계에서는 흑연·인산철 회수 등 습식제련 혁신과 전기화학 추출법을 이용한 건식제련 기술이 등장하고, 에너지집약도를 낮추면서 높은 회수율을 달성할 수 있는 직접재활용 기술도 개발 중임.

 

▶ 대체 광물 자원 확보를 위해 염수에서 리튬을 추출하고, 광미 및 폐기물에서 회수하며, 첨단 탐사 및 추출 기술을 적용하고, 심해저 광물 자원을 확보하는 기술이 개발 중임.   중략

 

 

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원문출처: 에너지경제연구원 인사이트