폐리튬이온배터리는 재활용 과정에서 다양한 온도 조건에 노출될 수 있으며, 이는 환경적 요인과계절적 변동에 따라 달라진다. 따라서 극한 온도에서 방전 시 해체 안전성과 회수된 양극재 품질 평가가 중요하다. 본 연구에서는 NCM 계열 폐리튬이온배터리 셀을 −20 o C, 0 o C, 25 o C, 50 o C에서 과방전 후, 각 DOD 구간에서 내부저항 변화를 분석하였다. 0 V 방전 후 전압 회복시간과 셀 온도를 측정하고, 해체한 양극재를 SEM-EDS, ICP-OES, XRD로 평가하였다. 모든조건에서 방전 후 전압 회복(Voltage Rebound)이 확인되었으며, 전압 회복 시간은 온도에 따라차이를 보였다. 저온(−20 o C)에서는 방전 초반과 후반에서 전압 급강하와 내부저항 증가가 나타났고, 고온(50 o C)에서는 전압 회복 시간이 길어 방전 완전성이 유지되었다. 해체 분석 결과, 일부입자 손상과 Li, Ni, Co, Mn 함량 감소가 관찰되었으나, 불순물 유입 없이 조성비와 층상 구조는 안정적으로 유지되었다. 본 연구 결과는 폐배터리 재활용 전처리 공정 최적화 및 안전한해체 공정 설계의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Spent lithium-ion batteries (LIBs) may be exposed to a wide range of temperatures during recycling, depending on environmental conditions and seasonal variations. Consequently, evaluating the disassembly safety and the quality of recovered cathode materials under extreme temperatures is crucial. In this study, NCM-type spent LIB cells were subjected to overdischarge at −20 o C, 0 o C, 25 o C, and 50 o C, and the changes in internal resistance at different depths of discharge (DOD) were analyzed. Following discharge to 0 V, voltage recovery time and cell temperature were recorded, and the dismantled cathode materials were characterized using SEM-EDS, ICP-OES, and XRD. Voltage rebound occurred under all conditions, with recovery time varying with temperature. Low-temperature discharge (−20 o C) caused rapid voltage drops and internal resistance increases at early and late stages, while high-temperature discharge (50 o C) exhibited prolonged voltage recovery, maintaining discharge completeness. Postdisassembly analysis revealed minor particle damage and reductions in Li, Ni, Co, and Mn contents, whereas the composition ratio and layered structure remained stable without impurity intrusion. These findings provide fundamental insights for optimizing recycling processes and designing safe dismantling procedures for spent LIBs.