방위사업청(이하 방사청)은 수함의 잠항시간과 배터리의 수명을 크게 향상시키는 리튬이온 전지 시제품 제작에 돌입한다.

방사청은 24일 10월부터 내년 상반기까지 장보고-Ⅲ Batch-Ⅱ(3600톤급) 잠수함 탑재를 위한 리튬이온 전지 성능 입증시험용 시제품 제작에 들어갈 예정이라고 밝혔다.

리튬이온 전지의 시제품 제작이 성공하면 2026년께 이 전지가 장착된 장보고-III Batch-II 잠수함이 해군에 인도될 것으로 전망된다. 배치(Batch)는 동형(급) 함정을 건조하는 묶음 단위로, 기술 발전 속도가 빠르거나 전력화에 오랜 시간이 걸리는 함정에 적용하는 용어다.

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

국내기업들은 전기자동차 및 에너지 저장장치용 대용량 리튬이온 전지 분야 세계 최고의 기술력을 보유하고 있다. 때문에 Batch-Ⅱ 리튬이온 전지가 아직 개발이 진행 중임에도 불구하고 해외에서 공동개발 및 기술협력 문의가 오는 등 큰 관심을 받고 있다.

Batch-Ⅱ 리튬이온 전지는 바닷속에서 밀폐된 잠수함의 공간적 특성을 고려해 '비용 대비 효과'보다는 '안전성'과 '신뢰성' 확보를 최우선에 두고 연구개발을 수행 중이다.

이를 위해 Batch-Ⅱ 리튬이온 전지는 잠수함의 임무특성에 맞춰 민수용 리튬이온 전지보다 안전성을 강화해 설계했다. 하드웨어는 고전압 절연 강화 설계를 반영했고, 단락 시 사고전류를 빠르게 차단하는 장치를 추가 도입했다.

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

방사청은 안전성 확보를 위해 Batch-Ⅱ 리튬이온 전지를 잠수함에 탑재하기 전에는 잠수함과 유사한 육상시험장에서 성능과 안전성을 추가적으로 검증한 후 탑재할 예정이다.

조동진 방사청 한국형잠수함사업단장(해군 준장)은 "잠수함용 리튬이온 전지를 성공적으로 개발함으로써 잠수함 성능 및 수중 전투능력을 한층 강화함과 동시에 대용량 리튬이온 전지 기술 경쟁력을 확보할 것"이라면서 "우리나라 리튬이온 전지의 세계적인 경쟁력을 감안하면 향후 잠수함 수출에도 우위를 확보할 수 있을 것"이라고 기대했다.