서브화면

◈ 흐름의 특징

◈ 금속특징

물성

원소기호 Li, 원자번호 3번, 원자량 6.941 g/mol 지각에서의 존재량은 약 0.002~0.007%, 녹는점 180.54 oC, 끓는점 1342 oC, 밀도 0.534 g/cm3, 전자배치 1s22s1, 주요산화상태 +1, -1, 주기율표 1족, 알칼리 금속원소

(주요광석) 인반석, 빙인운모(cryolithionite), 리티오필라이트(lithiophilite)

높은 반응력으로 인해 순순한 형태에서 발견하기 어려우며 화합물로 존재

주요용도

유리, 전지, 2차 전지에서 양극활물질로, 영구자석에서 첨가제로 사용됨

전자를 잃고 양이온이 되려는 성질이 강해 고에너지 용량을 구현

<리튬의 주요용도 >

수요전망

리튬의 상당 부분이 배터리, 이온 배터리, 2차 전지 등에서 고에너지 양극활물질로 사용되고 있음. 최근 첨단 산업의 발전으로 인해 노트북, 스마트폰, 하이브리드 전기자동차의 수요가 높아짐에 따라 고용량을 필요로 하고 있어 리튬의 수요가 점점 증가하고 있음. 리튬의 안정성 문제로 인해 대체 물질에 대한 연구가 진행되고 있지만 아직까지 상용화 단계에 이르지 못함에 따라 지속적인 리튬의 수요가 전망됨.

LG Chem, Samsung SDI, GM, Toyota 등과 같은 대기업에서 현재 전지 관련 회사를 협력하고 설립하고 있으며, 이 또한 리튬의 사용량 증가를 나타냄.

<전지업체, 완성차업체 협력현황>



전지	자동차	합작사	투자
LG Chemical	GM	-	'13년까지 총 2조원 설비 투자
Samsung SDI	BOSCH	SB LiMotive	SDI-Bosch 50:50, 5년간 5억불 투자
SK innovation	Continental	JV 설립 예정	JV 설립 예정
Panasonic	TOYOTA	Primear EV Energy	토요타-파나소닉 60:40 지분투자
NEC	NISSAN	Automotive Energy Supply Corporation	닛산-NEC 51:49 지분투자
BYO	BYD Auto	-	PHEV F3DM 및 BEV e6 출시

* 자료 : 업계자료(2012.03)

천연자원 동향

<전세계 매장량>

(단위 : 톤)



국가	매장량	점유율
미국	38,000	0.3
아르헨티나	2,000,000	13.9
오스트레일리아	1,500,000	10.4
브라질	48,000	0.3
칠레	7,500,000	52.2
중국	3,200,000	22.3
포르투갈	60,000	0.4
짐바브웨	23,000	0.2
합계	14,369,000	100

* 출처 : USGS, Mineral Commodity Summaries, 2016

<주요 국가별 생산량 >

(단위 : 톤)



국가명	2011	2012	2013	2014	2015
미국	-	-	870	-	-
아르헨티나	2,950	2,700	2,500	3,200	3,800
오스트레일리아	12,500	12,800	12,700	13,300	13,400
브라질	320	150	400	160	160
칠레	12,900	13,200	11,200	11,500	11,700
중국	4,140	4,500	4,700	2,300	2,200
포르투갈	820	560	570	300	300
짐바브웨	470	1,060	1,000	900	900
합계	34,100	34,970	33,940	31,660	32,460

* USGS Mineral Commodity Summaries 2013-2016

국내 수출입량

<2015년 리튬의 수출입 현황>

(단위: 톤)



구 분	HS code	수입량(ton)	수출량(ton)
산화리튬	2825201000	192	0
수산화리튬	2825202000	3,091	146
탄산리튬	2836910000	16,138	103
리튬일차전지	8506500000	608	953
리튬이온전지	8507600000	7,353	55,961
리튬폴리머전지	8507803000	2,070	8,828

* 출처 : USGS Mineral Commodity Summaries 2016

(평균가격) 리튬의 연도별 가격변동은 하락추세에 있으며, ‘15년 기준 22.35 $/g 정도로 나타남

<리튬의 연간 평균가격 >



연도	평균가격(USD/ton)
`11	5,180
`12	6,060
`13	6,800
`14	6,690
`15	6,400

* 출처 : USGS Mineral Commodity Summaries 2016

재생자원 동향

전 세계적으로 년간 사용되는 전지의 수는 약 30만 톤으로 집계되며 이 중 1회용 전지에 포함되어있는 리튬의 양은 전지의 약 80%를 차지하고 있으며, 충전하여 재사용이 가능한 납축전지에는 약 10%, 리튬이온전지, 니켈카드뮴 전지 등에 나머지 10%가 포함되어 있음.

이러한 폐 전지에는 리튬 외에도 유해 금속인 카드뮴, 납 등을 포함하고 있고 그 뿐만 아니라 이온 교환에 사용되는 전해액으로 수산화칼륨, 황산 등과 같은 유기 용매가 포함되어 있어 이러한 유해 물질 제거 기술 또한 필요로 함.

휴대용 전자장비의 소형화와 수요의 증가에 따라 1차 및 2차 전지의 사용이 지속적으로 증가할 것으로 전망되며 이에 따라 발생하는 폐전지의 발생량도 증가할 것으로 예측됨. 따라서 폐전지 재활용 관련 공정이 여러 가지 제시되었고 현재 상용화 플랜트가 가동되고 있음. 하지만 현재 공정은 여러 종류의 전지 특성을 고려하지 않고 구동하고 있어 회수율이 낮고 불순물이 많다는 문제점이 존재함. 따라서 고순도의 고부가가치를 낼 수 있는 리튬의 재활용에 대한 지속적인 개발을 필요로 함.

◈ 물질흐름 분석

1차 흐름(원료→1차가공→중간제품→최종제품) 특징

국내에서는 리튬과 관련된 원료(해수/염수 및 광석)의 정제련 시설이 전무하기 때문에, 최종제품의 원료로 투입되는 일부 광석을 제외하면 정제련용 리튬 원료의 수출입은 없음.

리튬화합물의 경우, 탄산리튬의 형태로 리튬 원자재가 가장 많이 사용되고 있으며 이는 1차 가공제품인 리튬 2차 전지 양극재, 압전기판, Al-Li 합금, 비금속광물제품에 사용됨.

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리튬 2차 전지 양극재의 경우, 사용되는 리튬 화합물의 형태는 산화리튬, 수산화리튬, 탄산리튬이 있음.

중간제품의 경우, 약 333톤 해외에서 수입되고 있으며 국내 리튬 이차전지 사업의 확대로 수출량은 약 1,488톤에 해당되며, 전지(리튬 1차/2차 전지), 윤활유제품, 기타화학제품(콘크리트강화제, 냉매흡수제), 염료,안료및유연재(법랑)의 형태로 최종제품에 투입되고 있음.

최종산업(제품)단계에서는 무선통신단말기, 컴퓨터 및 주변기기, 승용차, 비금속광물제품 등에 대부분 사용되고 약 2,829 톤 정도가 축적됨.

2차 흐름(사용축적→수집→재자원화→폐기) 특징

미래 주력산업인 전기자동차의 핵심소재인 리튬 2차 전지의 수요가 급격히 증가할 것으로 예상되므로, 효율적인 자원순환 및 관련기술의 개발이 절실히 요구됨.

EPR 제도 및 한국전지재활용협회에서 리튬 1차/2차 전지, Ni계 리튬 전지가 적용되는 휴대폰, 컴퓨터, 자동차 등을 수집하고 있으나 리튬 금속차원에서의 재자원화 및 재활용은 전무함.

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수집 되는 638 톤은 재자원화 기술의 부족으로 전량 폐기되고 있는 실정임.