비이아이랩 – 차세대 리튬 배터리 스타트업

드론택시, 자율주행차, 전기자동차, 무인선박등과 같은 미래 기술의 공통적인 고민은 배터리이다.

여러 번 충전이 가능한 2차 전지인 ‘리튬이온 배터리’는 스마트폰의 사용 시간을 드라마틱하게 증가시켰다. 가볍고 여러 번 충전이 가능한 리튬이온 배터리가 스마트폰, 스마트워치, 태블릿의 사용 시간을 늘려줬고, 비로서 인류는 포노 사피언스(디지털 문명을 이용하는 신인류)가 될 수 있었던 것이다. 스마트폰 혁신 이후의 인류는 자동차를 자율주행화하고 싶어 했고, 드론을 타고 하늘을 날고 싶어 했다. 하지만, 리튬이온 배터리는 자동차나 항공기에 사용하기에는 문제가 많았다. 전기차에서 화재가 발생했고, 차량 가격의 40%가 배터리 가격일 정도로 비쌌다. 무엇보다, 이동체들의 동력원으로 사용하기에는 출력과 용량이 작다는 것이 치명적인 문제였다.

세계적으로 ‘리튬이온 배터리의 문제점’을 해결하기 위한 배터리 기술이 치열하게 경쟁하고 있다. 그중 단연 주목받고 있는 것이 바로 ‘리튬메탈 배터리’이다. 리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 음극재인 흑연을 리튬 메탈로 대체한 배터리로서, 2배에서 10배까지 용량의 향상이 가능하다. 하지만, 금속인 리튬 음극을 사용하기 때문에, 충전 과정 중 음극에 뾰족한 결정(덴드라이트)이 생겨서 분리막을 손상시키는 문제가 있어서, 아직 양산이 제대로 이루어지지 못하고 있다. 고출력, 고용량의 리튬메탈 배터리가 본격적으로 양산된다면, 그리고 드론택시, 전기자동차, 항공기에 적용되기 시작한다면, 우리 인류의 삶은 또 한 번 달라질 것이다.

사진출처 : 비이아이랩(BEILab) 홈페이지 / 리튬 베터리

비이아이랩(대표이사 배창득 Ph.D)은 리튬메탈 배터리의 가장 큰 문제인 ‘덴드라이트’의 성장을 막는 스타트업이다. 성균관대학교 연구교수 출신 창업가인 배창득 대표는 치밀화막 코팅에만 19년을 바친 연구자다. 국내에서 가장 다양한 종류의 소재를 음극재에 코팅한 경험을 토대로 SCI급 논문 50편을 작성한 바 있다. 비이아이랩의 독보적인 화학제법 기술과 화합물 코팅 기술은 음극재에서 발생하는 리튬메탈의 덴드라이트를 억제하는 데 결정적인 기여를 하였고, 이러한 성과는 실험 결과로 나타났다. 현재까지의 기술로는 리튬메탈 배터리의 충·방전 횟수가 10회를 넘기 어려운데, 비이아이랩의 코팅된 음극재를 사용한 배터리가 80회 이상의 충·방전에 성공한 것이다. 심지어 배창득 대표 팀의 음극재를 사용한 리튬메탈 배터리는 코팅을 하지 않은 음극재를 사용한 배터리와 동일한 전기 용량을 보였다. 높은 전기 용량을 유지면서도 안전하여 여러 번 충·방전을 반복할 수 있는 차세대 배터리가 점점 모습을 나타내고 있는 것이다. 이러한 성과는 비이아이랩이 단순히 실험실 단계에서 소재만 연구하는 스타트업이 아니라, 직접 장비를 만드는 기업이기 때문에 가능했다고 한다. 로봇공학 박사와 신소재공학박사가 함께 음극재 코팅에 사용되는 장비를 자체적으로 제작할 수 있는 스타트업이었기 때문에, 빠른 실험 방법 수정이 가능했고, 리튬메탈 배터리의 문제점을 가장 빠르게 해결하고 있는 그룹이 될 수 있었다.

세계경제포럼에서 발표한 보고서에 따르면, 2030년 세계 배터리시장 규모는 약 350조원이 넘을 것이라고 한다. 화학기술의 총아인 배터리는 반도체, 자동차, 디스플레이, 선박, 스마트폰 이후 우리나라의 수출을 견인할 것이다. 지금 우리의 유가증권시장과 코스닥을 수놓고 있는 많은 반도체 소재, 장비 기업들도 10년, 20년 전에는 반도체 분야의 스타트업이었다. 아직은 몇 안 되는 한국 배터리 스타트업 비이아이랩의 드라마틱한 성장을 기대해본다.

비이아이랩(BEILab) 홈페이지  👉  http://www.beilab.ai

필자소개

엄정한 변리사는 서울대학교 공과대학 화학생물공학부를 졸업하고, 2006년 변리사 시험에 합격(제43회)했습니다.  

스타트업을 발굴하고 직접 투자하는 '특허법인 BLT'을 유철현 변리사와 2013년 공동창업하고, 엑셀러레이터 'Company B' 및 '컴퍼니비 개인투자조합'을 운영하였습니다.

기업진단, 특허전략, 브랜드 전략, 투자유치 전략, 스타트업 마케팅 등의 강의를 수행하고 있으며, 엔젤투자와 스타트업 참여(기획, 마케팅, 전략, IP)를 수행하고 있습니다.

BEI Lab - Next-generation lithium battery startup

2021-05-20 Jo Hee-soo

A common concern when it comes to the future of technology, whether it be drone taxis, self-driving cars, electric vehicles, or unmanned ships, is the battery.

Second-generation lithium-ion batteries that can be recharged multiple times have dramatically increased the battery life of smartphones. Lithium-ion batteries are lightweight and can be recharged multiple times, which has increased battery life for smartphones, smart watches, and tablets, bringing humanity into the era of ‘phono-sapiens’, or the era of digital civilization. The innovation of smartphones has led to dreams of self-driving cars and riding drones as taxis. But these same lithium-ion batteries come up against many obstacles when used in vehicles or aircraft. Electric cars can spontaneously combust, and 40% of the vehicle’s price can be attributed to the battery alone. Its fatal flaw is that the output and capacity is too low to be a sustainable power source for a moving vehicle.

Across the globe, companies are competing to solve the problem of lithium-ion batteries using new battery technology. One of the technologies attracting the most attention is the lithium metal battery. A lithium metal battery replaces graphite, the anode material of lithium-ion batteries, with lithium metal. This improves its capacity from 2 times to up to 10 times. However, because a metallic lithium cathode is used, sharp crystals (dendrites) form on the cathode during the charging process and damage the separator, so mass production is still only a dream. If high-output, high-capacity lithium metal batteries can be mass-produced and used in drone taxis, electric cars, or aircraft, it will spark a new revolution in how we go about our daily lives.

Source: BEI Lab Website / Lithium Battery

BEI Lab (CEO Bae Chang-deuk, Ph.D) is a startup that works on preventing dendrite growth when charging lithium metal batteries. Bae is a former research professor at Sungkyunkwan University and an entrepreneur. He has devoted 19 years to studying densification film coating. He has published 50 SCI-level papers in Korea based on his results researching diverse types of material for coating cathodes. BEI Lab's unrivaled chemical manufacturing technology and compound coating technology has contributed to the ability to prevent lithium metal dendrites forming in anode materials, and this achievement has been demonstrated in experimental results. With current technology, it is difficult to charge and discharge a lithium metal battery more than 10 times, but a battery using BEI Lab's coated anode material succeeded in charging and discharging more than 80 times. The lithium metal battery using his team’s cathode material showed the same electric capacity as a battery using an uncoated cathode material. This has led to the development of next-generation batteries that are safe and can be repeatedly charged and discharged multiple times while maintaining high electrical capacity. Such achievements are possible because BEI Lab does not stop at simply researching materials in the lab, but goes so far as to manufacture the equipment as well. BEI Lab was founded by a Ph.D in robotics engineering and a Ph.D in new materials engineering , which has made it possible to independently manufacture equipment used for coating cathodes. This gives flexibility to modify experiments and solve problems related to lithium metal batteries more quickly than others.

According to a report released by the World Economic Forum, the size of the global battery market in 2030 will exceed 350 trillion won. The darling of chemical technology, batteries will drive Korea's exports after semiconductors, automobiles, displays, ships, and smartphones. The semiconductor material and equipment companies currently dominating the stock market and KOSDAQ were themselves startups in the semiconductor field 10-20 years ago. BEI Lab is expected to experience dramatic growth as one of the few Korean battery startups.

BEI Lab Website 👉  http://www.beilab.ai

About the author

Eom Jung-han graduated from the Department of Chemical and Biological Engineering, College of Engineering, at Seoul National University, and passed the 43rd patent attorney exam in 2006. 

In 2013, he co-founded the BLT Patent Law Firm which discovers and directly invests in startups, with patent attorney Yoo Cheol-hyeon, while operating the Company B accelerator and Company B Personal Investment Association.

The firm gives lectures on corporate diagnosis, patent strategy, brand strategy, investor attraction strategy, and startup marketing, as well as engaging in angel investment and startup participation (planning, marketing, strategy, IP).

T. 02-514-0104       M. shawn@BLT.kr         www.UHM.kr

Source: https://blt.kr/inno/?q=YToyOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjtzOjQ6InBhZ2UiO2k6NTt9&bmode=view&idx=6733178&t=board