韓国研究チーム、EV廃バッテリーを30分で再生…新品容量の99％超まで回復
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韓国エネルギー技術研究院の光州親環境エネルギー研究センターの研究チームが、電気自動車（EV）の廃バッテリーを直接リサイクルする際の課題だった集電体の分離技術を開発し、使用済み正極材を新品に近い水準まで再生することに成功した。主要工程の処理時間は約30分で、再生後の容量は新品の99％超に達した。同チームが25日発表した。
メガ・ニュース（MEGA News）のパク・ヒボム記者の取材によると、50Ahのパウチ型セルを使った実証では、1リットルのポリオール溶液で127グラムのNCM混合物を再生した。EV用50Ahバッテリーから取り出した劣化正極材を再生して小型試験セルに使用したところ、放電容量は30.6mAhから34.6mAhに向上し、実際のEV環境にも適用できる可能性を確認した。
開発した技術のカギは、正極材に含まれる集電体を完全に分離する溶液にある。集電体はバッテリー内部で電気を流れやすくする役割を持ち、充放電時にも剥がれないよう強く接着されている。このため、従来は有害な化学物質を含む特殊な溶液で溶かす必要があり、分離時に残留物が内部へ入り込んで再生電極の性能を低下させることが課題だった。
研究チームは、新たな溶液工程によってこの問題を解決した。使用済み正極材をジエチレングリコール溶液に浸して130度に加熱すると酸化反応によってグリコールアルデヒドが生成され、正極材と集電体の接着力を弱めて集電体を完全に分離する。主要な再生工程には約30分かかるが、その後の熱処理や電極製造工程は別に必要となる。
この工程でEV用のNCMとLFPを再生した結果、NCMは新品の容量の99.1％、LFPは99.7％まで回復した。分離と同時にジエチレングリコールの酸化で発生する電子を利用して正極材にリチウムイオンを再充填し、効率も高めた。
ソン・ジンジュ責任研究員は、使用済み正極材を溶かさずに再利用できるため、廃水による環境汚染を抑えられる技術だと説明した。工程が簡単で密閉環境なども必要なく、産業現場への適用性は高いとする一方、実際の産業利用までには一定の時間がかかるとの見通しを示した。
(c)KOREA WAVE/AFPBB News
