전문가 컬럼 물류신문 장창훈의 알쏭달쏭 한 특수물류 실무②

인체등유해성물질 ‘수산화리튬’ 신규고시에 따른 올바른 특수물류 방법

(출처: 물류신문)

이차전지소재에서 수산화리튬의 사용 용도는?

수산화리튬은 리튬 이온 배터리의 핵심 소재로 양극재 제조에 필수적인 구성 요소이다. 특히 니켈 함량이 높은 고니켈 NCA(LiNiCoAlO₂), NCM(LiNiCoMnO₂)은 양극재에서 주로 사용된다. NCM 계열의 경우, 니켈 함량이 높을수록 수산화리튬 기반 전구체가 필수적으로 사용된다. 탄산리튬보다 수산화리튬을 사용했을 때 배터리 성능이 개선되고 공정 반응성이 높아진다. 리튬 전구체 선택에 따라 양극재의 결정성과 전기화학적 성능에 큰 영향을 준다. 고니켈 NCM 양극재 제조에는 수산화리튬이 결정 성장과 밀도, 패킹 특성 등에 관여한다. 리튬 중 Ni²⁺의 혼입률이 전극 성능 향상에 기여하며, LiOH 기반 양극재는 높은 에너지 밀도를 나타낸다. LiNiO₂ 양극재는 최대 250Wh/kg 이상을 달성 가능하여 고출력과 고에너지 밀도를 동시에 갖춘 구조이다. 수산화리튬은 금속 불순물 함량이 낮고 고순도 제어가 쉬워 고신뢰성이 필요한 전지화학에 적합하며, 특히 LFP(리튬인산철) 계열 대비 더 높은 에너지 밀도를 구현해야 할 경우 수산화리튬이 사용되고 있다. 반면, 탄산리튬은 LFP 양극재 등에서는 여전히 보편적으로 사용되며 배터리 특성 및 성능에 따라 수산화리튬과 탄산리튬으로 구분된다. 한마디로 수산화리튬은 양극재(NCA, NCM)의 배합체이다.

(출처: 물류신문)

수산화리튬 종류는?

수산화리튬은 대표적인 알카리성 무기화합물로서 수분 함량 여부에 따라 물리적 성질과 사용 분야에서 차이를 둔다.

(출처: 물류신문)

수산화리튬 규제동향

최근 들어 전기차 배터리 수요의 급증으로 인해 수산화리튬에 대한 산업적 수요도 빠르게 증가하고 있으며 이에 따라 유해화학물질로서의 관리 강화 움직임도 병행되고 있다. 실제로 환경부 화학물질안전원에서는 수산화리튬을 유해성 평가 결과에 따라 인체등유해성물질 중 ‘인체급성유해성’물질로 분류 지정했다. 결론적으로, CAS 1310-65-2와 1310-66-3은 동일한 수산화리튬 계열이지만 그 형태와 수분 포함 여부에 따라 사용 목적과 위험성, 보관 방식 등이 달라지므로 각각의 특성에 맞는 정확한 규제가 필요하며 일수화물인 1310-66-3 물질 또한 규제 하에서 관리되어야 한다. 또한 이들 물질의 산업적 활용은 증가 추세에 있으나, 그에 비례하여 환경적·법적 책임도 강화되고 있는 만큼, 기업들은 이에 대한 대응 전략을 체계적으로 마련해야 할 것이다.

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수산화리튬 (1310-65-2) 올바른 물류(보관, 운반) 방법

수산화리튬 무수물(CAS 번호 1310-65-2)은 리튬계 배터리 소재의 핵심 원료로 사용되며 알칼리성이 매우 강한 대표적인 유해화학물질이다. 특히 이 물질은 혼합물 내 수산화리튬 함유량이 10% 이상인 경우, 화학물질관리법(화관법)에 따라 유해화학물질로 분류되어 법적 규제에 따라 엄격히 관리되어야 한다. 이와 관련하여 필자는 지난 연재를 통해, 수산화리튬 무수물이 상위규정수량을 초과하여 보관될 경우 반드시 ‘화학사고예방관리계획서 1군 사업장’에서 보관이 이루어져야 함을 강조한 바 있다. 이는 단순히 물량의 규모를 초과했다는 이유만이 아니라, 그 유해성과 사고 발생 시 사회적 파급력 (인체 및 환경오염)을 고려한 규제 체계이다. 특히, 상온보관 형태의 일반 창고는 취급시설을 갖추지 못하였기에 고시된 유예기간 일자에 대한 ‘경과조치’의 적용을 받지 못한다. 이는 유해화학물질 보관시설 운영자에게 매우 중요한 점이며 해당 사항을 간과한 채 저장·보관하는 경우 중대한 법 위반으로 간주될 수 있다. 수산화리튬 무수물의 경우, 화관법상 하위규정수량은 40톤, 상위규정수량은 500톤으로 명시되어 있다. 예를 들어, 1톤 단위로 적재된 팔레트가 472개일 경우, 이는 하위규정수량을 초과하지만 상위규정수량에는 미달되므로 2군 사업장 허가를 보유한 유해화학물질 보관창고에서 보관이 가능하다. 그러나 팔레트 수가 501개 이상일 경우, 이는 상위규정수량 초과에 해당하므로 1군 사업장 보관업 허가가 있는 창고에서만 합법적으로 보관이 가능하다. 이 같은 요건을 위반한 채 보관할 경우 화관법 제23조 위반에 해당한다. 위반 시에는 행정처분과 더불어 형사처벌까지 병행될 수 있으며 최저 벌금은 3천만 원, 경우에 따라 1억 원 이상 또는 구속, 영업정지 등 중대한 처벌이 부과될 수 있다. 특히 상습적이거나 고의적인 위반 행위에 대해서는 더욱 강력한 제재가 적용된다. 또한 유해화학물질을 운반하는 사업자의 경우, 해당 물질이 고시된 시행일 즉시 새로운 운반 요건에 따라 법령을 이행해야 하며 설치검사를 받은 전용 차량을 통해서만 운반 가능하다. 이와 같은 조치를 이행하지 않으면 운반행위 자체가 불법으로 간주되며 동일하게 화관법 위반으로 제재를 받을 수 있다. 요약하자면, 수산화리튬 무수물은 산업적으로는 고부가가치 물질이지만 관리상으로는 매우 철저한 법적 절차를 따라야 하는 고위험 유해화학물질 중 ‘인체급성유해성’물질이다. 따라서 취급기업은 최대채류보관량, 보관창고취급시설, 취급기준, 취급표시, 개인보호장구 운반 방법, 허가 등 모든 요소를 사전에 점검하고, 법령을 준수하는 체계적인 관리체계를 반드시 수립해야 할 것이다.

결론적으로, CAS 1310-65-2와 1310-66-3은 동일한 수산화리튬 계열이다. 그 형태와 수분 포함 여부의 차이이며 사용 목적과 위험성, 보관 방식 등은 다르지만 유사하다. 각각의 특성에 맞는 정확한 규제가 필요하며, 또한 이들 물질의 산업적 활용은 증가 추세에 있으나, 그에 비례하여 환경적·법적 책임도 강화되고 있는 만큼, 기업들은 이에 대한 대응 전략을 체계적으로 마련해야 할 것이다. 끝으로 무수물과 일수물의 경우 동일 유사 구조의 ‘인체등유해성 물질로 규제 관리함’이 옳음이다.