KR102349767B1 - 리튬 전구체 재생 방법 - Google Patents

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Abstract

리튬 전구체의 재생 방법에 있어서, 폐 리튬 함유 혼합물을 반응기에 투입한다. 반응기 내부를 이산화탄소로 치환한다. 이산화탄소로 치환된 반응기를 승온 처리하여 탄산 리튬 및 전이금속 함유 혼합물을 생성한다. 이산화탄소를 이용한 건식 처리를 통해 고수율 및 고효율로 리튬 전구체를 회수할 수 있다.

Description

리튬 전구체 재생 방법{METHOD OF REGENERATING LITHIUM PRECURSOR}
본 발명은 리튬 전구체 재생 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 폐 리튬 함유 화합물로부터 리튬 전구체를 재생하는 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 충전 및 방전이 반복 가능한 전지로서, 정보 통신 및 디스플레이 산업의 발전에 따라 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등과 같은 휴대용 전자통신 기기에 널리 적용되어 왔다. 이차 전지로서 예를 들면, 리튬 이차 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등을 들 수 있으며, 이들 중 리튬 이차 전지가 작동 전압 및 단위 중량당 에너지 밀도가 높으며, 충전 속도 및 경량화에 유리하다는 점에서 활발히 개발 및 적용되어 왔다.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 분리막(세퍼레이터)을 포함하는 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체를 함침시키는 전해질을 포함할 수 있다. 상기 리튬 이차 전지는 상기 전극 조립체 및 전해질을 수용하는 예를 들면, 파우치 형태의 외장재를 더 포함할 수 있다.
상기 리튬 이차 전지의 양극 활물질로서 리튬 금속 산화물이 사용될 수 있다. 상기 리튬 금속 산화물은 추가적으로 니켈, 코발트, 망간과 같은 전이금속을 함께 함유할 수 있다.
상기 양극 활물질로서 리튬 금속 산화물은 리튬 전구체 및 니켈, 코발트 및 망간을 함유하는 니켈-코발트-망간(NCM) 전구체를 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 양극 활물질에 상술한 고비용의 유가 금속들이 사용됨에 따라, 양극재 제조에 제조 비용의 20% 이상이 소요되고 있다. 또한, 최근 환경보호 이슈가 부각됨에 따라, 양극 활물질의 리싸이클 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 양극 활물질 리싸이클을 위해서는 폐 양극으로부터 상기 리튬 전구체를 고효율, 고순도로 재생할 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허공보 제2015-0002963호에는 습식 방법을 활용한 리튬의 회수 방법을 개시하고 있다. 그러나, 코발트, 니켈 등을 추출하고 남은 폐액으로부터 습식 추출에 의해 리튬을 회수하므로 회수율이 지나치게 저감되며, 폐액으로부터 불순물이 다수 발생할 수 있다.
한국등록특허 제2015-0002963호
본 발명의 일 과제는 폐 리튬 함유 화합물로부터 고순도, 고수율 및 고효율로 리튬 전구체를 재생하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 리튬 전구체의 재생 방법은 폐 리튬 함유 혼합물을 반응기에 투입하는 단계; 상기 반응기 내부를 이산화탄소로 치환하는 단계; 및 상기 폐 리튬 함유 혼합물 및 상기 이산화탄소를 승온 처리하여 탄산 리튬 및 전이금속 함유 혼합물을 생성하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반응기는 비-산화성 분위기를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 600 내지 1000℃의 온도로 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 추가 이산화탄소를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 비활성 기체 또는 환원성 물질을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 환원성 물질은 수소, 일산화탄소 및 탄소계 고체 물질로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 500 내지 800℃ 온도로 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반응기는 유동층 반응기를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
LixM1aM2bM3cOy
화학식 1중, M1, M2 및 M3은 각각 Ni, Co, Mn, Na, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Cu, Zn, Ge, Sr, Ag, Ba, Zr, Nb, Mo, Al, Ga 및 B로 이루어진 군에서 선택되고, 0<x≤1.1, 2≤y≤2.02, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, 0<a+b+c≤1일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전이금속 함유 혼합물은 전이금속 또는 이의 산화물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전이금속은 니켈, 코발트 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 리튬 전구체는 탄산 리튬으로 구성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 폐 리튬 이차 전지로부터 수득된 양극 활물질 혼합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 상기 반응기 내부의 온도를 600℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제1 승온 단계; 상기 제1 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 700℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제2 승온 단계; 및 상기 제2 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 800℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제3 승온 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 폐 리튬 함유 혼합물을 이산화탄소로 건식 처리하여 고순도의 리튬 전구체를 고수율 및 고효율로 획득할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건식 처리 시 비활성 기체 또는 환원성 물질을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 비활성 기체 및 환원성 물질은 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소의 반응을 촉진시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 리튬 전구체 재생 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 2 및 도 3는 예시적인 실시예들에 따른 리튬 전구체의 재생을 확인하는 XRD 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 폐 리튬 이차 전지로부터 양극 활물질 제조를 위해 재사용 가능한 리튬 전구체를 재생하는 방법을 제공한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에 사용되는 용어 "전구체"는 전극 활물질에 포함되는 특정 금속을 제공하기 위해 상기 특정 금속을 포함하는 화합물을 포괄적으로 지칭하는 것으로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 리튬 전구체 재생 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 폐 리튬 함유 혼합물을 준비할 수 있다. 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 전기 소자, 화학 소자로부터 수득 또는 재생되는 리튬 함유 화합물을 포함할 수 있다. 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 비제한적인 예로서 리튬 산화물, 탄산 리튬, 리튬 수산화물 등 다양한 리튬 함유 화합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 폐 리튬 이차 전지로부터 수득된 양극 활물질 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 폐 리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전극 조립체를 포함할 수 있다. 상기 양극 및 음극은 각각 양극 집전체 및 음극 집전체 상에 코팅된 양극 활물질층 및 음극 활물질층을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 양극 활물질층에 포함된 양극 활물질은 리튬 및 전이금속을 함유하는 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양극 활물질은 니켈, 코발트 및 망간을 포함하는 NCM계 리튬 산화물일 수 있다. 상기 양극 활물질로서 NCM계 리튬 산화물은 리튬 전구체 및 NCM 전구체(예를 들면, NCM 산화물)을 예를 들면 공침 반응을 통해 서로 반응시켜 제조될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예들은 상기 NCM계 리튬 산화물을 포함하는 양극재뿐만 아니라, 리튬 함유 양극재에 공통적으로 적용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따르면 리튬 전구체로서 탄산리튬 을 고 선택비로 재생하는 방법이 제공될 수 있다.
예를 들면, 상기 폐 리튬 이차 전지로부터 상기 양극을 분리하여 폐 양극을 회수할 수 있다. 상기 양극은 상술한 바와 같이 양극 집전체(예를 들면, 알루미늄(Al)) 및 양극 활물질층을 포함하며, 상기 양극 활물질층은 상술한 양극 활물질과 함께, 도전재 및 결합제를 함께 포함할 수 있다.
상기 도전재는 예를 들면, 흑연, 카본 블랙, 그래핀, 탄소 나노 튜브 등과 같은 탄소계열 물질을 포함할 수 있다. 상기 결합제는 예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVDF), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 등의 수지 물질을 포함할 수 있다.
회수된 상기 양극으로부터 양극 활물질 혼합물을 준비할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 양극 활물질 혼합물은 분쇄 처리와 같은 물리적 방법을 통해 분말 형태로 제조될 수 있다. 상기 양극 활물질 혼합물은 상술한 바와 같이 리튬-전이금속 산화물의 분말을 포함하며, 예를 들면 NCM계 리튬 산화물 분말(예를 들면, Li(NCM)O2)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 분쇄 처리 전에 회수된 상기 양극을 열처리할 수도 있다. 이에 따라, 상기 분쇄 처리 시 양극 집전체의 탈착을 촉진할 수 있으며, 상기 결합제 및 도전재가 적어도 부분적으로 제거될 수 있다. 상기 열처리 온도는 예를 들면, 약 100 내지 500℃, 바람직하게는 약 350 내지 450℃에서 수행될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양극 활물질 혼합물은 회수된 상기 양극을 유기 용매에 침지시킨 후 수득될 수 있다. 예를 들면, 회수된 상기 양극을 유기 용매에 침지시켜 상기 양극 집전체를 분리 제거하고, 원심 분리를 통해 상기 양극 활물질을 선택적으로 추출할 수 있다.
상술한 공정들을 통해 실질적으로 알루미늄과 같은 양극 집전체 성분이 실질적으로 완전히 분리 제거되고, 상기 도전재 및 결합제로부터 유래된 탄소계 성분들의 함량이 제거 또는 감소된 상기 양극 활물질 혼합물을 획득할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
LixM1aM2bM3cOy
화학식 1 중, M1, M2 및 M3은 Ni, Co, Mn, Na, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Cu, Zn, Ge, Sr, Ag, Ba, Zr, Nb, Mo, Al, Ga 또는 B 중에서 선택되는 전이 금속일 수 있다. 화학식 1 중, 0<x≤1.1, 2≤y≤2.02, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, 0<a+b+c≤1일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 반응기에 상기 폐 리튬 함유 혼합물을 투입할 수 있다(예를 들면, 단계 S10). 상기 반응기는 반응기 내부의 상기 폐 리튬 함유 화합물을 외부 계와 분리할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 반응기는 유동층 반응기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 폐 리튬 함유 혼합물을 상기 유동층 반응기 내에 투입하고 상기 유동층 반응기 내부에서 반응시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 유동층 반응기 하부로 반응 기체를 주입하여 상기 폐 리튬 함유 혼합물의 저부로부터 상기 반응 기체를 통과시킬 수 있다. 상기 반응 기체에 의해 상기 유동층 반응기 하부에서부터 사이클론이 형성되어 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 접촉할 수 있다.
예를 들면, 상기 유동층은 기체-고체의 혼합이 증진되어 반응을 촉진할 수 있으며 상기 유동층 반응기 내에서의 상기 폐 리튬 함유 혼합물의 반응층이 용이하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 상기 반응 기체의 반응성(예를 들면, 반응 기회, 균일성)를 증가시킬 수 있다. 상기 반응 기체는 이산화탄소를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반응기 내부를 이산화탄소로 치환할 수 있다(예를 들면, 단계 S20). 이를 통해, 상기 반응기 내부에서 산소 등의 산화성 기체를 제거할 수 있다. 예를 들면, 상기 치환은 이산화탄소 퍼징을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반응기 내부는 비-산화성 분위기를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 반응기 내부에서의 환원성 분해 반응이 촉진될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반응기는 상기 폐 리튬 함유 혼합물이 투입되기 전에 이산화탄소로 치환될 수 있다. 이 경우, 상기 폐 리튬 함유 화합물이 투입된 반응기를 이산화탄소로 치환하는 단계가 생략될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물 및 상기 이산화탄소를 승온 처리할 수 있다(예를 들면, 단계 S30). 상기 승온 처리에 의해 탄산 리튬 및 전이금속 함유 혼합물이 생성될 수 있다. 예를 들면, 이산화탄소와의 반응에 의해 상기 폐 리튬 함유 혼합물이 분해되어 탄산 리튬 및 상기 전이금속 함유 혼합물이 생성될 수 있다.
예를 들면, 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소의 반응은 하기 반응식 1로 표시될 수 있다.
[반응식 1]
2Li(M1/M2/M3)O2 + CO2 → Li2CO3 + M1/M2/M3 + (M1/M2/M3)O
반응식 1에서, M1, M2 및 M3는 각각 상기 화학식 1의 M1, M2 및 M3를 의미할 수 있다. Li(M1/M2/M3)O2 중 (M1/M2/M3)는 M1, M2 및 M3가 적절한 당량(몰수, 예를 들면, 합계 +3가)로 존재하는 것을 의미할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 600 내지 1000℃의 온도로 수행될 수 있다. 승온 처리 온도가 600℃ 미만일 경우, 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소가 반응하지 않을 수 있다. 승온 처리 온도가 1000℃ 초과일 경우, 상기 폐 리튬 함유 혼합물, 상기 탄산 리튬, 상기 전이금속 함유 화합물 및/또는 이산화탄소가 서로 결합하여 상기 탄산 리튬 외의 다른 부생성물을 형성할 수 있다. 따라서, 리튬 전구체의 순도 및 수율이 감소할 수 있다. 바람직하게는, 상기 승온 처리는 650 내지 800℃의 온도로 수행될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리 동안 이산화탄소를 공급할 수 있다. 예를 들면, 이산화탄소를 추가로 공급함에 따라, 상기 탄산 리튬의 형성에 소모된 이산화탄소를 보충할 수 있다. 따라서, 상기 탄산 리튬의 형성이 촉진될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리 동안 비활성 기체 또는 환원성 물질을 공급할 수 있다. 상기 비활성 기체 및/또는 상기 환원성 물질은 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소의 반응을 촉진시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 폐 리튬 함유 혼합물의 환원성 분해 반응이 촉진될 수 있다. 상기 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소 사이의 반응성이 증가할 수 있으며, 따라서, 반응에 필요한 열에너지가 감소할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 비활성 기체는 질소(N2), 아르곤(Ar) 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 환원성 물질은 수소(H2) 및 일산화탄소(CO)와 같은 환원성 기체 및 탄소계 고체 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 탄소계 고체 물질을 탄소 성분을 포함하는 고체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 탄소계 고체 물질은 흑연, 피치, 코크스 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 비활성 기체 또는 상기 환원성 물질이 공급될 경우, 상기 승온 처리는 500 내지 800℃ 온도로 수행될 수 있다. 따라서, 적은 열에너지로 고순도의 리튬 전구체를 생성할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 전이금속 함유 혼합물은 전이금속 또는 이의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, Ni, Co, Mn, NiO, CoO, MnO 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 단계적 승온 처리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 단계적 승온 처리는 제1 승온 단계, 제2 승온 단계 및 제3 승온 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 승온 단계는 상기 반응기 내부의 온도를 600℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 승온 단계는 60 내지 120분간 수행될 수 있다.
상기 제2 승온 단계는 상기 제1 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 700℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 승온 단계는 60 내지 120분간 수행될 수 있다.
상기 제3 승온 단계는 상기 제2 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 800℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제3 승온 단계는 60 내지 120분간 수행될 수 있다.
상기 정치 시간이 30분 미만일 경우, 폐 리튬 함유 혼합물과 이산화탄소가 불충분하게 반응할 수 있다. 상기 정치 시간이 120분 초과일 경우, 상기 탄산 리튬 외의 부생성물이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 승온 처리는 3시간 이상으로 수행될 수 있다. 상기 승온 처리를 3시간 미만으로 수행할 경우, 상기 폐 리튬 함유 혼합물이 탄산 리튬과 전이금속 함유 혼합물로 전환되지 않을 수 있다.
예를 들면, 상기 단계적 승온 처리를 통해 상기 폐 리튬 함유 화합물 및 이산화탄소를 점진적으로 상승하는 온도 조건에 노출시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 폐 리튬 함유 화합물이 상기 탄산 리튬 외의 부생성물로 전환되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 승온 후 수세 처리를 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 탄산 리튬은 수산화 리튬으로 전환될 수 있으며, 상기 전이금속 함유 혼합물은 침전 분리될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 침전 분리된 상기 전이금속 함유 혼합물은 산 용액으로 처리하여 각 전이금속의 산 염 형태의 전구체들을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 산 용액으로 황산을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 전이 금속 전구체로서 NiSO4, MnSO4 및 CoSO4를 각각 회수할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이산화탄소와의 건식 고온 혼합을 통해 리튬 전구체를 제조할 수 있다. 따라서, 습식 처리 시의 폐액 생성을 방지할 수 있으며, 비산성 조건에서 리튬 전구체를 고순도로 재생할 수 있다. 또한, 폐액에 포함되어 폐기되는 리튬까지 회수할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실험예: CO 2 를 이용한 폐 리튬 함유 혼합물의 재생
반응기 내에 양극활물질 Li(NCM)O2 0.3g를 투입하고, 반응기 내부를 이산화탄소 가스(99/9999%)로 치환하였다.
반응기 내부의 온도를 승온시키면서 500℃, 600℃, 700℃, 800℃ 및 900℃에서 각각 1시간동안 반응시켰다. 상기 반응은 이산화탄소 가스(99/9999%)를 유속 100 ccm로 추가로 공급하면서 수행되었다.
각각 1시간의 반응이 종료될 때 마다, XRD(X-Ray Diffractometer) Empyrean (PANalytical사) 분석을 도 2 및 도 3의 그래프를 획득하였다. 도 2의 별표는 Li(NCM)O2의 결정 피크를 나타내며, 화살표는 탄산 리튬의 결정 피크를 나타낸다. 도 3의 별표는 Li(NCM)O2의 결정 피크를 나타내며, 화살표는 NiO의 결정 피크를 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 600℃에서 Li(NCM)O2가 분해되어 Li2CO3가 생성되는 것을 확인할 수 있다. 800℃에서는 Li(NCM)O2가 실질적으로 완전히 분해되어 (Ni/Co/Mn)O로 전환이 되었음을 확인 할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 폐 리튬 함유 혼합물을 반응기에 투입하는 단계;
    상기 반응기의 하부에서 이산화탄소를 공급하여 상기 반응기 내부를 이산화탄소로 치환하는 단계; 및
    상기 반응기 내부를 이산화탄소로 치환시킨 후, 상기 폐 리튬 함유 혼합물 및 상기 이산화탄소를 승온 처리하여 탄산 리튬 및 전이금속 함유 혼합물을 생성하는 단계를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 반응기는 비-산화성 분위기를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 승온 처리는 600 내지 1000℃의 온도로 수행되는, 리튬 전구체 재생 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 승온 처리는 추가 이산화탄소를 공급하는 것을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 승온 처리는 비활성 기체 또는 환원성 물질을 공급하는 것을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 환원성 물질은 수소, 일산화탄소 및 탄소계 고체 물질로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 승온 처리는 500 내지 800℃ 온도로 수행되는, 리튬 전구체 재생 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 반응기는 유동층 반응기를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법:
    [화학식 1]
    LixM1aM2bM3cOy
    (화학식 1중, M1, M2 및 M3은 각각 Ni, Co, Mn, Na, Mg, Ca, Ti, V, Cr, Cu, Zn, Ge, Sr, Ag, Ba, Zr, Nb, Mo, Al, Ga 및 B로 이루어진 군에서 선택되고, 0<x≤1.1, 2≤y≤2.02, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, 0<a+b+c≤1임).
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 전이금속 함유 혼합물은 전이금속 또는 이의 산화물을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 전이금속은 니켈, 코발트 및 망간으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 리튬 전구체는 탄산 리튬으로 구성된, 리튬 전구체 재생 방법.

  14. 청구항 1에 있어서, 상기 폐 리튬 함유 혼합물은 폐 리튬 이차 전지로부터 수득된 양극 활물질 혼합물을 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 승온 처리는 상기 반응기 내부의 온도를 600℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제1 승온 단계;
    상기 제1 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 700℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제2 승온 단계; 및
    상기 제2 승온 단계 후 상기 반응기 내부의 온도를 800℃로 승온하고, 30 내지 120분간 정치하는 제3 승온 단계를 포함하는, 리튬 전구체 재생 방법.
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