배터리 재활용의 공정 단계별 위험 추정에 관한 연구
A study on the estimation of risk in each stage of battery recycling
- 주제(키워드) 배터리 , 배터리 재활용 , 위험성 평가 , RAC matrix , 습식공정
- 주제(DDC) 628
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 정승호
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034361
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
세계적으로 지구온난화 해결과 탄소중립 달성 등을 위해, 이차전지 활용에 대한 수요가 급증하고 있다. 이차전지 핵심 원료인 양극재 생산을 위한 주요 광물들은 매장량이 한정되어 있어 분쟁 광물로 취급되며, 이에 따라 지속 가능한 이차전지 산업을 위해서는 배터리 재활용 산업에 관한 연구가 시급하다. 배터리 재활용 공정에 대한 선행연구자료가 부족하고, 재활용의 전 공정에서의 다양한 화학물질을 사용하기 때문에 사고 위험성이 상당하다. 따라서 관련 산업의 안전 관리를 위해서는 배터리 재활용 공정에 대한 분명한 파악과 그에 따른 위험성 추정 연구가 필요하다. 본 연구에서는 선행 문헌에서 제시하고 있는 배터리 재활용 공정에 대한 정보로 공정 일반화를 진행했다. 그리고 배터리 재활용 공정별 상대적인 위험도를 추정하기 위해 미국 국방성의 ‘MIL-STD-882E’에서 설명하고 있는 RAC(Risk Assessment Code) matrix를 사용했다. 심각도는 ‘NFPA 704’를 활용하여 도출했고, probability는 일반화된 공정별 event 분석과 WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment) report를 결합하여 도출했다. 결과는 침출 공정 중 Li를 추출할 때 H2SO4를 사용하는 공정이 가장 높은 위험도를 가지는 것을 확인했고, 분해와 열처리가 가장 낮은 위험도를 가지는 것을 확인했다. 연구를 통해 산출한 공정별 probability factor를 활용하여, 배터리 재활용 공정에 대한 정량적 위험성 평가를 위한 기초자료로서 추후 배터리 재활용 공정연구에 활용하기를 기대한다.
more목차
제 1 장 서론 1
제1절 연구 배경 및 필요성 1
제2절 선행연구 분석 4
제3절 연구 범위 및 목적 6
제4절 배경 이론 7
1. 일차전지와 이차전지 7
2. 리튬이온배터리 8
3. 리튬이온배터리 제조공정 10
제 2 장 연구 방법 12
제1절 위험성 평가 matrix 12
1. 위험성 평가 코드 (Risk Assessment Code, RAC) 12
2. 심각도 (Severity) 14
3. 사고 가능성 (Probability) 16
제 3 장 결과 및 고찰 17
제1절 배터리 재활용 공정 표준 모델 17
1. 배터리 재활용 공정 17
2. 배터리 재활용 공정 분석 19
3. 습식공정 단계별 화학물질 세분화 23
4. 공정 표준 모델 28
제2절 배터리 재활용 공정 위험도 추정 31
1. 심각도 (Severity) 31
2. 사고 가능성 (Probability) 33
3. RAC matrix 37
4. 고찰 39
제 4 장 결론 40
참고문헌 42
