[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  전기자동차에 사용 후 배터리 수명이 다하여 재사용 할 수 없거나, 불량한 배터리가 배출되는 경우 폐배터리를 경제적, 환경적 측면에서 재활용하여 제조원가 비중이 높은 양극재용 금속 등을 회수하는 기술 ▪ 재사용이 불가능한 소형 폐배터리를 분해하여 전량 수입에 의존하는 희유금속인 니켈, 코발트 등을 추출하는 것을 의미하며 이를 통해 안정적인 재료 확보를 통한 수입대체가 가능1) ▪ 현재 시장에 유통되고 있는 전지는 리튬 이차전지로, 리튬이온과 기타 금속을 이용해 전기화학적 반응을 통해 에너지를 저장하며 이러한 금속과 배터리 자체를 재활용 ▪ 폐배터리 모듈 내 미세전류 방전시스템 및 플라스틱 재질의 부산물을 희유금속과 선별하여 파쇄할 수 있는 공정 기술이 필수적임 [ 이차전지 전략분야 내 페배터리 재활용 위치] * 자체구성  배터리 재활용은 90% 이상 수입에 의존하고 있는 배터리 핵심소재에 대한 자원안보에 기여할 수 있는 국가 핵심 사업임 ▪ 중대형 배터리 재활용(Recycling)은 EV·ESS 시장 확대로 발생이 증가하는 폐배터리를 통해 핵심소재를 추출하는 사업으로 2050년 600조 시장으로 전망 1) 유망시장 Issue Report(배터리 재활용), 연구개발특구진흥재단(2021.06.) 폐배터리 재활용(Recycle) 7 [ 전기차 배터리 재활용 공정도 ] * 출처 : 지앤이타임즈(2019) [ 배터리 재활용 세부공정도 ] * 출처 : JFE환경(2019), 포스코뉴스룸(2019) 전략제품 현황분석 8 (2) 필요성  전 세계가 사용하는 이차전지 생산의 큰 비중을 차지하는 우리나라는 늘어나는 수요에 따른 전지 원료의 사용량도 급격히 증가하는 상황 ▪ 리튬이차전지 양극 활물질로 사용되는 리튬, 코발트, 망간, 니켈 등은 전략 금속으로 대부분 수입에 의존하고 있어 안정적 원료 확보가 필요 ▪ 한국은 이차전지 경쟁력의 근간이 되는 소재산업에서 일본의 기술력과 중국의 저가격으로 위기 상황에 직면, 소재 기술수준은 일본의 70~90% 수준이며 가격 경쟁력은 중국의 80~90% 수준 ▪ 배터리 원가산정에 있어 중요한 요소 중 하나가 핵심 원자재의 안정적인 공급과 가격으로 양극재는 리튬이차전지 소재 원가의 30~40% 상당을 차지함  이에 대한 해결책으로서 이차전지 제조공정에서 발생하는 스크랩의 재활용 및 폐리튬 이온 이차전지를 재활용하여 다시 이차전지 전극 물질로 공급하는 기술이 주목받고 있음 ▪ 따라서, 리튬이차전지 자원(소재) 확보를 위한 재활용 공정 개발이 필요함 ▪ 사용 후 배터리, 중고 리튬이차전지는 가치 있고 재활용이 가능하지만 기술, 경제 및 기타 요인으로 인해 현재 재활용되는 배터리는 5% 미만(유럽연합, 미국 등)  폐배터리 재활용은 다량의 중금속과 유독 전해질이 포함되어 환경과 에너지 소비를 고려한 회수 및 재활용 시스템 구축이 필요 ▪ 최근, 많은 국가들에서 사용한 폐배터리의 재생을 위해 관련된 법규를 강화· 폐배터리에 대한 각국 정부의 관심이 높아지고 있으며 배터리는 코발트, 리튬, 니켈 등 원소재 문제로 인해 폐기 및 매립 시 환경에 치명적인 만큼 각국 정부는 배터리를 환경 유해물질로 지정하고 있고 한국 역시 마찬가지임  국내 상용화 중인 습식공정 기술은 소형전지에 적합한 기술로 대용량 처리에 적합한 건식+습식 기술획득 및 공정의 환경문제를 해결할 수 있는 친환경 재활용(직접 양극 활물질 획득)기술개발이 필요함 ▪ 글로벌 대표기업인 유미코어는 건식+습식 공정기술을 통해 처리비용을 절감하고 이를 통해 양극소재 원가경쟁력 확보를 추진 중  국내 전기차 사용 후 이차전지 재활용 산업을 전망해 보았을 때, 폐배터리 금속 회수 시장은 약 1~1.4조 원의 매출 발생이 기대되며, 중소기업들이 다수 포진되어 있음 ▪ `한국판 뉴딜 종합계획’에 따르면 `22년 43.3만대, `25년까지 전기자동차 113만대 보급을 목표로 하고 있으며, 전기자동차 이차전지 교체주기는 7~8년으로 내연기관차 대비 짧다는 점을 감안하면 연간 약 1~1.4조 원의 시장형성이 예측됨