EV 배터리에는 복잡한 화학 물질이 포함되어 있으며 많은 배터리가 여전히 구성 요소에 귀금속을 사용합니다. 배터리는 부피가 크고 무거우며 EV의 수명이 시작될 때 만드는 데 매우 에너지 집약적입니다. EV의 탄소 부채 대부분은 배터리 제조에서 발생합니다.
결과적으로 EV가 생성에서 폐기에 이르기까지 전체 수명 주기에 걸쳐 가솔린 또는 디젤 동력 자동차보다 진정으로 우수하려면 리튬 이온 배터리의 재활용 또는 재사용이 필요합니다. University of Leicester and Nottingham의 연구원에 따르면 수명이 다하는 전기차 100만대당 250,000톤 이상의 폐 배터리 부품이 생성되어 현재 해결되지 않는 문제입니다.
그러나 많은 진전이 이루어지고 있으며 여기에서 EV 배터리가 어떻게 폐기물에서 유용한 원자재로 전환될 수 있는지 살펴봅니다.
무엇보다도 베올리아에 따르면 EV 배터리의 90% 이상이 재활용될 수 있습니다(대부분의 경우 100%에 가깝습니다). 전기차 배터리의 일부만이 재활용 회사에 이익이 될 것이기 때문에 이 수치를 줄일 수 있는 유일한 것은 경제성이다. 그러나 규정에 따라 기업은 회수되는 양을 최대화하도록 의무화할 수 있으며 이는 배터리의 최소 50%를 재활용해야 함을 의미하는 EU의 배터리 지침과 같은 항목을 통해 이미 확인되었습니다.
둘째, 영국과 가장 큰 EV 시장에는 이미 배터리 재활용에 전념하는 수많은 회사가 있습니다. 오랜 역사를 지닌 귀금속 회수 회사인 RSBruce는 특히 영국의 배터리 폐기물을 처리하기 위한 전용 시설을 열었습니다. 프랑스 회사인 Veolia는 2024년까지 영국의 EV 배터리 폐기물의 20%를 재활용할 수 있는 시설을 갖추겠다고 발표했습니다. 년도. 더 많은 사람들이 준비 중입니다.
넷째, 제조업체 스스로 재활용에 대한 소유권을 갖기 시작했습니다. 폭스바겐은 독일 잘츠기터(Salzgitter)에 파일럿 공장을 열었습니다. 이 공장에서는 연간 3600개의 배터리 시스템을 재활용하고 있습니다. 르노는 이미 거의 모든 EV 배터리를 분해하거나 두 번째 사용을 통해 재활용하고 있습니다. 미국의 GM은 2025년까지 EV 배터리에서 회수 가능한 재료를 최대 100% 재활용하는 것을 목표로 하고 있으며 다른 모든 EV 제조업체는 이니셔티브에 투자하고 있습니다.
마지막으로 위에서 언급했듯이 재활용은 단순히 배터리를 분해하는 것이 아닙니다. Renault, BMW, Nissan, Volkswagen 및 기타 EV 제조업체는 모두 Renault의 모바일 저장 장치와 함께 에너지 저장 및 공급에 사용하기 위해 '사용된' EV 배터리를 재활용하는 프로젝트에 투자하고 있습니다. '세컨드 라이프'라고 불리는 이는 아직 사용할 수 있는 배터리를 사용하는 효과적인 방법이지만 EV의 요구 사항에는 적합하지 않습니다.
더 효율적이고 더 깨끗하며 더 높은 수율의 방법이 항상 개발되고 있는 EV 배터리를 재활용하는 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 어떤 경우든 재활용 업체가 정말 원하는 재료는 리튬, 니켈, 코발트와 같은 귀금속입니다. 리튬, 니켈, 코발트와 같은 귀금속은 새 배터리에 재사용할 수 있고 독성으로 인해 폐기하기 어렵기 때문입니다.
최소한 효율적이고 가장 기본적인 재활용의 목적은 파쇄를 통한 해체입니다. 배터리 양극 및 음극 재료는 말 그대로 산업 파쇄기에 투입되어 폐기물과 원하는 물질로 구성된 분말인 '검은 덩어리'로 줄입니다. 그런 다음 이것은 가장 덜 효율적이고 가장 더럽고 가장 낭비적인 방법인 용광로에서 제련하거나 습식 제련을 통해 처리됩니다. 이 과정은 물을 매우 많이 사용하고 유독성 폐기물을 생성하지만 다양한 용매와 산을 사용하여 검은 덩어리에서 귀중한 물질이 침출되도록 합니다.
위의 방법들이 현재 가장 일반적으로 사용되는 반면, 새롭고 저탄소 및 보다 효율적인 방법이 혁신되고 있습니다. 미국 ReCell 연구소는 '거품 부유'라는 새로운 방법을 개척했습니다.
다양한 광석이 뜨거나 가라앉는지에 따라 분리하기 위해 100년 넘게 광업에서 사용되어 온 공정입니다. 양극 물질은 일반적으로 가라앉고 분리하기 어려운 반면, 리튬 니켈 망간 코발트 산화물을 뜨게 하는 화학 물질을 도입하면 분리가 더 쉬워지고 양극 물질의 성능이나 순도에는 영향을 미치지 않습니다.
대부분의 기존 복구 방법은 품질을 희생하므로 새 EV 배터리를 만드는 데 덜 사용됩니다. 미국 배터리 재활용 기관인 ReCell Centre가 개척하고 있는 Froth 부유선정은 더 많은 재활용 제품이 새 배터리 생산 라인으로 돌아갈 수 있도록 하여 채광에서 발생하는 원자재의 필요성을 줄임으로써 환경적 자격을 개선하고 비용에 영향을 줍니다.
곧 웨스트 미들랜즈에 새 공장을 열 예정인 베올리아는 '도시 채굴'이라는 프로세스를 활용하고 있습니다. 화려하게 들리지만 본질적으로 기존 방법을 사용하여 귀중한 배터리 재료를 회수하는 것입니다. 이 용어는 기존 배터리를 재활용하여 원자재 채굴의 필요성을 줄이는 방법을 설명할 때 그 자체로 나타납니다. 베올리아는 '도시 채굴'이라고도 불리는 재활용을 통해 배터리 생산에 사용되는 물의 양을 크게 줄이고 생산 과정에서 발생하는 온실 가스 배출량을 약 50% 줄일 수 있다고 생각합니다.
대부분의 현재 리튬 이온 배터리 구성 요소의 90% 이상이 위에 표시된 것처럼 재활용될 수 있지만 이러한 일이 발생하는 프로세스는 간단하지 않습니다. 일부 배터리 제조업체와 전문가들은 현재 생산 단계에서 셀에 재활용 가능성을 설계하고 있습니다. 배터리에 대한 이러한 재고를 통해 수명이 다한 배터리를 더 쉽고 깨끗하게 재사용할 수 있습니다.
또 다른 요인은 배터리 화학 물질에서 코발트를 제거하려는 움직임이 증가하고 있다는 것입니다. 이것은 재활용 과정을 단순화하고 독성을 줄입니다. 예를 들어 Stellantis는 2024년까지 코발트가 없는 새로운 배터리 화학 제품을 생산할 계획입니다. Nissan도 마찬가지로 비용을 절감하고 성능을 개선하기 위해 노력하고 있으며 대부분의 다른 대형 자동차 제조업체도 그 방향으로 가고 있습니다.
글로벌 배터리 대기업 CATL은 리튬을 완전히 버리려고 합니다. 그것은 나트륨 이온 배터리에 대해 연구하고 있습니다. 나트륨의 풍부함과 추출 용이성 덕분에 배터리 비용을 절감할 수 있는 것입니다. 나트륨 이온 배터리는 일반적으로 리튬 이온보다 에너지 밀도가 낮습니다. 반면에 수명이 더 길고 더 빨리 충전될 수 있으며 시원한 온도에서 잘 작동하며 폭주하는 화재가 덜 발생합니다.
마지막으로 배터리 재사용이 크게 증가할 것입니다. 소위 '순환 경제'는 위에서 언급한 세컨드 라이프 계획을 통해 제조업체에 의해 만들어집니다. Tesla는 배터리를 재활용하여 새로 채굴되는 재료에 대한 요구 사항을 거의 0으로 줄일 계획입니다. CTO인 JB Straubel에 따르면, “Tesla는 더 많은 활성 물질을 회수하기 위해 배터리 재활용을 개선하기 위해 더 많은 프로세스를 개발하고 있습니다. 우리가 원하는 것은 동일한 재활용 재료를 재사용하는 폐쇄 루프입니다.”
일부 EV 회의론자들은 사용한 배터리를 지적하고 이것이 폐기물 재앙이라고 말하지만 이것은 그렇지 않습니다. 궁극적으로 배터리에는 EV 제조업체가 원하고 비용을 절감할 수 있는 재료가 포함되어 있지만 재활용이 번창할 것입니다. 그 외에도 정부는 매립을 최소화하고 위험한 화학 물질을 적절하게 처리하도록 업계를 규제할 것이 거의 확실합니다.
이 모든 것에서 기억해야 할 중요한 것은 모든 현대식 EV 배터리의 수명이 최소 10년이라는 것입니다. 대부분의 EV 제조업체는 약 100,000마일 이상 동안 셀을 보증합니다. Tesla Model X와 같은 일부 EV가 원래 셀에서 400,000마일 이상을 누적하는 예를 보았습니다. 또한 새 배터리가 필요할 때 교체하는 것은 비교적 간단한 프로세스입니다. Cleevley EV와 같은 독립 회사의 산업이 성장하고 있습니다. 더 새롭고 더 크고 더 효율적인 배터리와 전자 관리 시스템을 구형 EV에 장착하고 현재 60kWh 이상의 배터리와 현대적인 전력 전자 장치를 탑재한 1세대 Nissan LEAF를 탑재하여 수명을 연장하고 있습니다. 소유자 경험 개선
