배터리 인사이트 컨퍼런스 2026 후기 - 특별강연② 도쿄도립대학교 교수

배터리 인사이트 컨퍼런스 2026 후기

특별강연② 도쿄도립대학교 카나무라 키요시 교수

일본의 리튬이온 배터리와 차세대 배터리 개발 방향

배터리 인사이트 컨퍼런스 2026에서 가장 인상 깊었던 세션 중 하나는 도쿄도립대학교 카나무라 키요시(Kiyoshi Kanamura) 교수의 특별강연이었다. 교수는 일본의 배터리 연구개발 현황과 함께 앞으로 배터리 산업이 어떤 방향으로 진화할지에 대해 설명했다.

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배터리 시장은 어디까지 확대되고 있나?

교수는 배터리가 더 이상 스마트폰과 전기차에만 쓰이는 기술이 아니라고 강조했다.

현재 주요 적용 분야는 다음과 같다.

• 전기차(BEV, HEV, PHEV)
• 스마트폰·노트북 등 IT 기기
• 게임기 및 모바일 기기
• 데이터센터
• 드론
• 도심항공모빌리티(UAM)
• 전기선박
• 전기철도

특히 데이터센터와 항공 모빌리티 분야가 향후 배터리 수요를 크게 늘릴 핵심 시장으로 제시됐다.

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앞으로의 배터리가 갖춰야 할 조건

배터리 사용 환경이 다양해지면서 단순한 용량 경쟁만으로는 부족하다. 교수는 차세대 배터리에 필요한 조건으로 다음을 제시했다.

• 넓은 작동 온도 범위(-20℃~100℃ 수준)
• 고온 환경에서의 안정성
• 급속충전·급속방전 성능
• 긴 수명
• 높은 안전성
• 높은 에너지 밀도

즉, “어떤 환경에서도 안전하게 오래 사용할 수 있는 배터리”가 핵심 경쟁력이 된다는 의미다.

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리튬이온 배터리의 한계

현재 리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 우수한 성능 덕분에 시장을 주도하고 있지만, 다음과 같은 한계를 갖고 있다.

• 액체 전해질 사용에 따른 화재 위험
• 고온에서의 열폭주 가능성
• 에너지 밀도 향상의 한계
• 급속충전 시 수명 저하

이 때문에 일본을 포함한 여러 국가가 전고체 배터리(All-solid-state battery) 개발에 집중하고 있다고 설명했다.

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전고체 배터리가 주목받는 이유

전고체 배터리는 액체 대신 고체 전해질을 사용한다. 기대되는 장점은 다음과 같다.

• 화재 위험 감소
• 높은 안전성
• 더 높은 에너지 밀도
• 고전압 구동 가능성
• 소형화 및 경량화

다만 아직 해결해야 할 과제도 많다.

• 고체 전해질과 전극 사이의 계면 저항
• 대면적 제조 공정
• 생산 비용
• 장기 신뢰성 확보

교수는 “연구 단계에서는 매우 유망하지만, 대량 양산까지는 상당한 기술 축적이 필요하다”고 평가했다.

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일본의 연구개발 전략

일본은 소재 기술 중심의 강점을 활용해 다음 분야에 집중하고 있다고 소개했다.

핵심 연구 분야

• 고체 전해질 소재
• 고니켈 양극재
• 실리콘계 음극재
• 리튬금속 음극
• 계면 안정화 기술
• 차세대 전해질 설계

특히 일본은 배터리 셀 자체보다 소재·부품·기초화학 분야에서 경쟁력을 유지하는 전략을 강조하고 있었다.

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실리콘 음극과 리튬금속 음극

에너지 밀도를 높이기 위한 대표 기술로 실리콘 음극과 리튬금속 음극이 소개됐다.

실리콘 음극

• 흑연보다 높은 저장 용량
• 충·방전 시 부피 팽창 문제가 큼

리튬금속 음극

• 매우 높은 이론 용량
• 덴드라이트 형성으로 안전성 문제가 존재

따라서 단순히 소재를 바꾸는 것이 아니라 전해질·계면·구조 설계를 함께 최적화해야 한다고 설명했다.

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배터리 안전성의 중요성

교수는 에너지 밀도 경쟁이 치열해질수록 안전성 확보가 더욱 중요해진다고 강조했다.

주요 안전 기술로는

• 난연성 전해질
• 열폭주 억제 소재
• 고온 안정 전극
• 배터리 관리 시스템(BMS)
• 셀 구조 최적화

등이 언급됐다.

특히 전기차와 에너지저장장치(ESS) 시장 확대와 함께 “안전성이 곧 시장 신뢰”라는 점을 여러 차례 강조했다.

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향후 전망

강연에서 제시된 전망을 정리하면 다음과 같다.

시기주요 기술 흐름

단기	고성능 리튬이온 배터리 고도화
중기	실리콘 음극 확대 적용
중장기	전고체 배터리 일부 상용화
장기	리튬금속 기반 초고에너지 배터리

교수는 향후 상당 기간 동안 리튬이온 배터리가 시장의 중심을 유지하겠지만, 점진적으로 차세대 기술이 병행 확대될 것으로 전망했다.

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개인적으로 인상 깊었던 점

이번 강연에서 가장 기억에 남은 메시지는 다음 한 문장이었다.

“배터리의 미래는 단순한 고용량 경쟁이 아니라, 안전성과 신뢰성을 포함한 시스템 기술 경쟁이다.”

배터리는 이제 전자제품 부품을 넘어 전기차, 데이터센터, 항공 모빌리티, 에너지 인프라를 지탱하는 핵심 산업 기술이 되고 있다. 일본이 소재와 기초기술 중심으로 장기 경쟁력을 확보하려는 전략도 매우 흥미롭게 느껴졌다.

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핵심 요약

• 배터리 적용 분야가 데이터센터·UAM·선박 등으로 확대
• 차세대 배터리의 핵심은 안전성 + 에너지 밀도 + 수명
• 리튬이온 배터리는 당분간 주류 유지
• 전고체 배터리는 유망하지만 양산 과제가 많음
• 일본은 소재·계면·전해질 기술 중심으로 경쟁력 확보 중
• 미래 배터리 산업은 셀 성능보다 시스템 신뢰성 경쟁이 중요

배터리 산업의 현재와 미래를 한 번에 조망할 수 있었던 매우 밀도 높은 강연이었다.