기술의 구성

• 사용 후 배터리 재활용 공정에서 발생한 탄소부산물(재활용 흑연)을 원료로 하여, 정제·고순도화·구조 복원의 순서로 재생 흑연 음극재를 생산

친환경 용매 기반 1차 불순물 제거

• 초음파 기반 정제 공정으로 탄소부산물에 포함된 불순물을 1차 제거

2차 고순도화 공정

• 탄소 열충격을 이용한 저비용 고순도화 공정으로 불순물 함량을 1% 미만으로 낮춤

음극재 구조 복원 기술

• 고순도화된 재생 흑연을 미분화한 뒤 조립·구상화하고 탄소 코팅을 적용하여 고성능 재생 흑연 음극재로 완성

기술 주요 내용

기술 개요

• 사용 후 배터리 재활용 공정에서 발생하는 탄소계 슬러지를 고순도 정제 및 기능화하여 이차전지용 고부가가치 음극재로 전환하는 기술

기술개발 배경

• 전기차(EV), 에너지저장장치(ESS) 시장의 급성장으로 리튬이온배터리 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 사용 후 배터리 폐기량도 급증

• 현재의 재활용은 양극재의 고부가가치 금속(리튬, 니켈 등) 회수에 집중되어 있으며, 배터리 질량의 약 32%를 차지하는 음극재(흑연)는 대부분 산업폐기물로 처분

• 흑연은 해외 의존도가 매우 높은 물질로 공급망 안정화가 시급

• 글로벌 배터리 재활용 시장 규모는 2025년 128억 달러에서 연평균 9.2% 성장하여 2030년 198억 달러에 이를 것으로 전망(BCC Research, 2025)

• 국내 배터리 재활용 시장 규모는 2024년 2.02억 달러에서 연평균 5.9% 성장하여 2034년 3.62억 달러에 이를 것으로 전망(Bonafide Research, 2025)

기술의 비교 우위성

• 초음파 기반의 1차 정제와 저비용 2차 고순도화 공정을 결합하여 에너지 사용을 최소화하고, 친환경적인 방식으로 99% 이상의 고순도를 달성

• 표면 개질 및 탄소 코팅 기술을 통해 상용 Battery-grade 흑연 대비 동등 이상의 전기화학적 특성을 갖는 재생 흑연 음극재를 대량 생산 가능