폐배터리 양극재 직접 재활용 위한 용매 영향 연구

리튬 이온 배터리는 현대 모빌리티와 에너지 저장 분야에서 중요성이 커지고 있으며, 제한된 자원으로 인해 효율적인 재활용이 필수적입니다. 본 연구는 직접 재활용의 첫 단계인 집전체로부터 전극 물질을 추출하는 과정에 초점을 맞췄습니다. 리튬 이온 배터리에 가장 흔히 사용되는 세 가지 양극재와 여섯 가지 용매를 조합하여 추출 효율을 평가했습니다. 500회 충방전 사이클을 거쳐 노화된 세 가지 리튬 이온 배터리를 해체한 후 양극재 추출을 진행했습니다. 추출 방법은 에너지 소모가 적고 비용 효율적이며, 추출 후 양극재의 구조적 안정성을 유지하는 방식으로 선택되었습니다. 실험 결과, 사용된 용매 중 디메틸아세트아미드(DMAC)가 양극재 추출에 가장 효과적인 것으로 나타났습니다. 생물학적으로 무해하다고 간주되는 용매 중에서는 디메틸설폭사이드(DMSO)가 가장 효과적이었습니다. 또한, 집전체에서 추출된 양극재의 분해도를 분석한 결과, 모든 재료가 추출 후 한 달까지 안정성을 유지하는 것으로 확인되었습니다. 이 연구는 폐배터리 직접 재활용 공정의 효율을 높이는 데 기여하며, 특히 양극재 추출 단계에서 최적의 용매 선택과 재료 안정성 확보에 중요한 통찰을 제공합니다.