미래 성장동력 리튬이온전지, 국내 최초 잠수함 탑재

[오픈뉴스] 방위사업청은 올해 10월부터 내년 상반기까지 장보고-Ⅲ Batch-Ⅱ 잠수함 탑재를 위한 리튬이온 전지 성능 입증시험용 시제품 제작에 들어갈 예정이라고 밝혔다.

장보고-III Batch-II 잠수함(3,600톤급)은 핵심 성능인 잠항 시간을 늘리기 위해 리튬이온 전지를 최초로 적용하여 2026년 해군에 인도될 예정이다.

개발 중인 리튬이온 전지는 기존 납축전지보다 수중 지속 항해 및 고속 기동 시간이 크게 향상되고 수명은 2배 이상 연장되며, 유지보수 등 편의성 측면에서도 장점이 있어 잠수함의 전투능력을 대폭 끌어올릴 것으로 기대된다.

우리나라는 전기자동차 및 에너지 저장장치용 대용량 리튬이온 전지 분야 세계 최고의 기술력을 보유하고 있어, Batch-Ⅱ 리튬이온 전지가 아직 개발이 진행 중임에도 불구하고 다른 국가들로부터 공동개발 및 기술협력 문의가 오는 등 큰 관심을 받고 있다.

Batch-Ⅱ 리튬이온 전지는 수중에서의 밀폐된 공간이라는 잠수함의 특성을 고려하여 ‘비용 대비 효과’보다는 ‘안전성’과 ‘신뢰성’ 확보를 최우선에 두고 연구개발을 수행 중이다.

잠수함에 적용하는 리튬이온 전지는 민수용보다 안전성을 강화하여 설계하였다. 하드웨어는 고전압 절연 강화 설계를 반영하였고, 단락 시 사고전류를 빠르게 차단하는 장치를 추가 도입하였다. 소프트웨어는 절연 감시 및 사고전류를 감지차단하기 위한 설계를 강화하였다.

탐색개발 중 잠수함 내부 화재 및 침수상황에서도 폭발하지 않도록 리튬이온 전지에 대한 화염시험(800°C), 해수 침수 시험(1시간) 등 가혹한 시험환경을 설정하였고, 국제공인 규격에 따라 리튬전지 모듈의 성능 입증시험을 거쳐 안전성과 신뢰성을 확보하였다.

또한 리튬이온 전지를 잠수함에 탑재하기 전에는 잠수함과 유사한 육상시험장에서 성능과 안전성을 추가적으로 검증한 후 탑재할 예정이다.

방위사업청 조동진(해군 준장) 한국형잠수함사업단장은 “잠수함용 리튬이온 전지를 성공적으로 개발함으로써 ‘잠수함 성능 및 수중 전투능력을 한층 강화’함과 동시에 ‘대용량 리튬이온 전지 기술 경쟁력 확보’라는 두 마리 토끼를 잡을 수 있으며, 우리나라 리튬이온 전지의 세계적인 경쟁력을 감안하면 향후 잠수함 수출에도 우위를 확보할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 전했다.