‘환경오염·화재 경보’ 뜬 폐배터리, 재활용 및 소화 설비 떠오른다

전기차 시장 규모가 전 세계적으로 커지면서 국내 전기차 시장도 급격히 성장하고 있다. 지난 2월 산업통상자원부는 ‘제4차 친환경자동차 기본계획’을 발표하며, 지난해 13만대 가량 늘어난 국내 전기차 누적 보급대수가 2025년 약 8.6배 증가해 113만대까지 늘어날 것으로 전망했다.

그러나 증가하는 전기차 수요와 함께 폐배터리 배출 문제도 사회적 문제로 부상하고 있다.

전기차 배터리의 구성 물질인 리튬과 망간, 니켈 등은 배출 시 강한 독성과 오염성으로 인해 수질 오염 등을 야기할 수 있다. 게다가 니켈을 포함한 소재는 발연물질로 화재 및 폭발을 일으킬 위험이 있어 장기적으로 보관하기도 어려운 상황이다.

이에 배터리 소재를 재활용하고 안전하게 처리하는 폐배터리 사업이 ‘블루오션’으로 떠오르고 있다.



폐배터리 소재 되살리기, ‘리사이클링’ 공정이 친환경으로 가는 핵심

이차전지 리사이클링 전문기업 성일하이텍㈜은 지난 9일 코엑스(COEX)에서 개최한 ‘2021 인터배터리’에 참가해 리튬 이차전지를 회수해 원재료로 만드는 공정과정을 선보였다.

폐배터리 재활용을 위해서는 수명이 다 된 폐배터리를 수거해 방전·해체 작업을 거쳐야 한다. 이후 물리적으로 분말을 분리하는 전처리와 목적 원소를 정제 및 화합하는 후처리 과정을 통해 원재료를 추출한다.

성일하이텍 임홍빈 과장은 전처리 과정에서 금속처리분말을 대부분 회수하며, 이를 정제한 원재료는 다시 리튬이온배터리의 소재로 재활용할 수 있다고 설명했다.

성일하이텍은 2008년부터 이차전지 재활용 사업에 본격적으로 뛰어들었다. 해외법인을 설립해 이차전지 시장 규모가 큰 해외 중심으로 폐배터리를 수거·활용했다. 최근 국내 전기차 시장 규모 증대로 배터리 소비가 늘어나면서 이러한 사업 방향성을 확대할 계획이다.

임 과장은 폐배터리 시장을 두고 “소형전지 위주에 불과했던 시장이 친환경에 대한 관심과 전기차 시장 확대로 더욱 규모가 커지는 상황”이라며 “폐배터리 시장은 이제 막 시작한 단계인 만큼, 초기에 진입해 꾸준한 기술력을 갖추는 게 중요하다”고 말했다.



불안정한 폐배터리, 연쇄 폭발 막고 안전히 보관·운송해야

리튬이온배터리는 과충·방전이나 과열 등으로 열 폭주가 일어나면 진화가 어려워진다. 배터리 화재 시 진화에 성공하더라도 배터리 내부 에너지로 언제 불이 붙을지 모르는 ‘시한폭탄’이 된다.

배터리 밀집 보관 시설에 화재가 발생할 경우, 배터리 간 연쇄 폭발로 이어져 큰 인명·물적 피해가 발생할 수도 있다. 이처럼 폐배터리에서는 화재 초기 진화 및 보관·관리 등이 중요한 요소다.

인터배터리에 참가한 인선모터스㈜는 리튬이온배터리의 화재 진압 및 확산 방지를 위한 패드를 개발했다. 화재가 발생한 배터리에 패드를 덮으면, 패드 내 소화약재인 폐유리팽창소재가 산소를 차단하고 화재원을 냉각시켜 불을 끈다.

화재 진압 후에도 30분에서 1시간가량 발화한 배터리 위에 해당 패드를 두면 재발화 가능성까지 차단할 수 있다.

인선모터스 손동훈 부장은 배터리를 보관할 수 있는 컨테이너도 소개했다. 이 컨테이너는 내열·내화성을 갖추고 배터리 전해액을 흡수할 수 있도록 설계됐다. 또한, 사물인터넷(IoT)기술을 활용한 실시간 열 감지 시스템을 통해 운송 중 긴급 상황 대처가 가능하다.

손 부장은 “이전까지는 폐배터리 반납의무 규정으로 폐배터리를 지자체에 반납해야 했지만, 올해 해당 조항이 폐지되면서 시장 상황이 변했다. 지자체 위주로 납품했던 폐배터리 보관 설비가 기업들로 확대될 것”이라고 말했다.