리튬이온 배터리 재활용 LCA: 방법 및 위치 영향

리튬이온 배터리(LIB) 재활용 기술은 회수 효율 향상과 공급망 복잡성 증가로 빠르게 발전하고 있습니다. 기존 전과정 평가(LCA) 연구들은 이러한 산업 변화를 간과하고, 물 소비, 독성, 자원 고갈 잠재력 등 중요한 환경 영향 범주를 충분히 고려하지 못했습니다. 또한, 현재의 배터리 폐기물 구성, 최종 양극재 출력, 재활용 단계의 지리적 위치를 반영한 재활용 방법 평가는 미흡했습니다. 본 연구는 북미, 유럽, 중국에서 기존 습식 야금(CHR), 단축 습식 야금(THR), 건식 야금(PR) 재활용 방법을 비교 분석했습니다. 각 방법의 재활용 효율성과 새로운 NMC811 양극 활물질(CAM) 생산에 필요한 추가 1차 재료를 고려하여 환경 영향을 평가했습니다. 분석 결과, 침출 및 재료 추출 과정이 재활용의 환경 발자국에 가장 크게 기여하는 것으로 나타났습니다. 특히, THR 방식은 금속 추출 단계를 생략함으로써 가장 낮은 탄소 발자국, 물 소비, 독성 영향을 보였습니다. 지리적 위치의 중요성도 확인되었는데, 북미에서 재활용 및 제조할 경우 중국 대비 NMC811 CAM의 탄소 발자국은 16%, 담수 독성은 30% 감소했습니다. 이 연구는 재활용 및 생산 위치의 신중한 선택이 현대 전기차 NMC811 배터리 팩의 환경 영향을 크게 줄일 수 있음을 보여줍니다. 이는 정책 입안자와 산업계가 지속 가능한 배터리 수명 주기를 설계하는 데 중요한 통찰력을 제공할 것입니다.