우리군이 3600t급 잠수함 동력원으로 쓰기 위한 리튬이온전지를 개발한다.
방위사업청은 3600t급 잠수함인 장보고-Ⅲ 배치(batch)-Ⅱ에 탑재할 리튬이온전지 성능 입증시험용 시제품을 10월부터 내년 상반기까지 제작할 예정이라고 24일 밝혔다.
장보고-III 배치-II 잠수함은 핵심 성능인 잠항 시간을 늘리기 위해 리튬이온 전지를 최초로 적용해 2026년 해군에 인도될 예정이다.이 잠수함은 한국형 수직발사대를 장착하고 잠대지 순항미사일 '천룡'을 10개 탑재할 예정이다.
잠수함은 물 위에 떠서 움직일 때에는 디젤엔진으로, 물속에서는 전지로 기동한다. 전지 성능은 잠수함의 잠항 기동 성능과 직결된다. 그동안 납축전지를 주로 사용해왔다.
개발 중인 리튬이온 전지는 기존 납축전지보다 수중 지속 항해와 고속 기동 시간이 크게 향상되고 수명은 2배 이상 연장되며, 유지보수 등 편의성 측면에서도 장점이 있어 잠수함의 전투능력을 대폭 끌어올릴 것으로 방사청은 기대했다.
이와 관련 해군전문 매체인 네이비레커그니셧닷컴(navyrecognition.com)은 잠항시간은 2~3배, 에너지밀도는 209급 납축전지의 다섯 배, 2 14급 연료전지의 최대 두 배로 늘리기 위해 리튬이온 전지를 개발하고 있다고 전했다.
우리나라는 전기자동차와 에너지 저장장치용 대용량 리튬이온 전지 분야 세계 최고의 기술력을 보유하고 있어, 배치-Ⅱ 리튬이온 전지가 아직 개발이 진행 중임에도 다른 국가들로부터 공동개발 및 기술협력 문의가 오는 등 큰 관심을 받고 있다.
배치-Ⅱ 리튬이온 전지는 수중의 밀폐된 공간이라는 잠수함의 특성을 고려해 ‘비용 대비 효과’보다는 ‘안전성’과 ‘신뢰성’ 확보를 최우선에 두고 연구개발을 수행 중이다.
잠수함용 리튬이온 전지는 민수용보다 안전성을 강화해 설계했다. 하드웨어는 고전압 절연 강화 설계를 반영했고 단락 시 사고전류를 빠르게 차단하는 장치를 추가 도입했다. 소프트웨어는 절연 감시와 사고전류를 감지, 차단하기 위한 설계를 강화했다고 방사청은 설명했다.
탐색개발 중 잠수함 내부 화재와 침수상황에서도 폭발하지 않도록 리튬이온 전지에 대한 화염시험(섭씨 800도), 해수 침수 시험(1시간) 등 가혹한 시험환경을 설정하고, 국제공인 규격에 따라 리튬전지 모듈의 성능 입증시험을 거쳐 안전성과 신뢰성을 확보했다고 방사청은 덧붙였다.
또한 리튬이온 전지를 잠수함에 탑재하기 전에는 잠수함과 유사한 육상시험장에서 성능과 안전성을 추가적으로 검증한 후 탑재할 예정이다.
조동진(해군 준장) 방사청 한국형잠수함사업단장은 “잠수함용 리튬이온 전지를 성공적으로 개발함으로써 ‘잠수함 성능과 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”고 말했다.
박태정 기자 ttchung@hanmail.net
