한국전기화학회

Vol.17, No.2, May 2014

A Synthesis of LiCoO2 using the CoSO4 Recovered from Cathode Material Scrap and its Electrochemical Properties폐 리튬 이차전지로부터 회수된 황산코발트 제조 및 이를 이용해 합성된 산화리튬코발트 양극활물질의 전기화학적 특성: JKES Vol.17, No.2, pp.111-118, May 2014; DOI : 10.5229/JKES.2014.17.2.111

Mi-So Kim1, Jong-Keun Ha2, Se-Bin Park3, Jou-Hyeon Ahn1, Im-Sic Choi3,*, and Kwon-Koo Cho1,2,*김미소1·하종근2·박세빈3·안주현1·최임식3,*·조권구1,2,*

1Dept. of Materials Engineering and Convergence Technology & RIGET, Gyeongsang National University, 501, Jinju-daero, Jinju-si, Gyeongsangnam-do, Republic of Korea 2School of Materials Science and Engineering & RIGET, Gyeongsang National University, 501, Jinju-daero, Jinju-si, Gyeongsangnam-do, Republic of Korea 3R&D center, Metal Chemistry Corp., 1105-1, Bonggok-ri, Sabong-myeon, Jinju-si, Gyeongsangnam-do, Republic of Korea1경상대학교 나노신소재융합공학과 & 그린에너지 융합연구소 2경상대학교 나노신소재공학부 & 그린에너지 융합연구소 3메탈화학㈜ 기술연구소

본 연구에서는 폐 리튬이차전지의 스크랩으로부터 순도 높은 황산코발트(CoSO4) 용액을 회수하 고, 회수된 용액을 이용하여 리튬이차전지의 양극활물질인 LiCoO2를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 황산코발트의 제조는 황산과 과산화수소수를 이용하여 원료물질로부터 금속물질을 녹여 내기 위한 침출단계, 가성소다를 이용한 pH 조절로 1차 불순물을 제거하기 위한 중화공정 및 D2EHPA와 CYANEX®272를 이용하여 2차 불순물을 제거하기 위한 용매추출공정을 거쳐 고순도 의 용액을 회수한다. 회수된 황산코발트는 증류수와 희석하여 6 wt.% 황산코발트 용액으로 만들고, 다시 옥살산과 혼합 및 교반 후 건조, 하소 및 리튬의 원료가 되는 Li2CO3 분말과 혼합 후 합 성 공정을 거쳐 이차전지의 양극활물질인 LiCoO2를 제조하였다. 이를 이용하여 전극을 조립하고, 전기화학적 특성을 평가하였다. 전기화학적 특성은 본 실험에서 합성된 LiCoO2와 상업용 LiCoO2(Aldrich사)를 비교하였으며, 결과는 유사하거나 혹은 합성된 LiCoO2가 더 우수한 것을 확 인할 수 있었다. 따라서, 본 실험을 통해 양극활물질의 재활용 가능성을 확인하였다

Keyword : LiCoO2 recycling, Cathode material recyclability, High-purity CoSO4, Cobalt recovery

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JKES

Vol.17, No.2, May 2014