리튬 이온 전지
리튬 이온 전지(-電池, Lithium-ion battery, Li-ion battery)는 이차 전지의 일종으로서, 방전 과정에서 리튬 이온이 음극에서 양극으로 이동하는 전지이다. 충전시에는 리튬 이온이 양극에서 음극으로 다시 이동하여 제자리를 찾게 된다. 리튬 이온 전지는 충전 및 재사용이 불가능한 일차 전지인 리튬 전지와는 다르며, 전해질로서 고체 폴리머를 이용하는 리튬 이온 폴리머 전지와도 다르다.
리튬 이온 전지는 에너지 밀도가 높고 기억 효과가 없으며, 사용하지 않을 때에도 자가방전이 일어나는 정도가 작기 때문에 시중의 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화시스템, 그리고 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다. 그러나 일반적인 리튬 이온 전지는 잘못 사용하게 되면 폭발할 염려가 있으므로 주의해야 한다.
리튬 이온 전지는 크게 양극, 음극, 전해질의 세 부분으로 나눌 수 있는데, 다양한 종류의 물질들이 이용될 수 있다. 상업적으로 가장 많이 이용되는 음극 재질은 흑연이다. 양극에는 층상의 리튬코발트산화물(lithium cobalt oxide)과 같은 산화물, 인산철리튬(lithium iron phosphate, LiFePO)과 같은 폴리음이온, 리튬망간 산화물, 스피넬 등이 쓰이며, 초기에는 이황화티탄(TiS도 쓰였다. 음극, 양극과 전해질로 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 전지의 전압과 수명, 용량, 안정성 등이 크게 바뀔 수 있다. 최근에는 나노기술을 응용한 제작으로 전지의 성능을 높이고 있다.
소류급 잠수함
또한 당초에는 5번 함(SS-505)에서 주 축전지로 리튬이온 배터리를 탑재함으로써 함의 순항속도를 개선하고 고속항행 가능한 시간을 증대시킬 예정이었다. 리튬이온전지는 기존 납축전지에 비해 수소가스 발생 위험이 없고 2배 이상의 중량용적당 에너지 밀도와 1.5배 이상의 반복 충방전 횟수를 갖고 충전 시간이 짧으며 방전에 의한 전기 용량 저하를 막을 수 있는 등 뛰어난 특성을 갖고 있었다. 특히 충전 시간의 경우 납축전지는 발전기 출력에 여유가 있어도 그 이하의 전류 용량으로 충전할 수밖에 없고, 또 완전 충전에 가까워지면 조금씩밖에 충전하지 못하기 때문에 작전해역에서 전부 충전하는 것이 거의 불가능한 데에 비해 리튬이온 배터리는 이러한 제약을 받지 않기 때문에 잠수함용으로 매우 적합한 것이었다. 다만 재정상의 이유로 인해 실제 탑재는 2015년도 계획으로 개산 요구된 11번함 이후가 되었다. 탑재에 있어서는 납축전지를 단순히 리튬전지로 치환하는 방법과, AIP를 폐지하고 그것을 커버할 수 있도록 리튬전지를 탑재하는 방법이 검토되고 있다. 후자가 비용은 더 높지만, AIP보다 리튬 전지가 출력이 크므로 AIP처럼 저속으로 오랜 시간 잠행할 수 있는 것과 동시에 재래식 잠수함·AIP 잠수함에서는 불가능했던 고속 연속 항행도 가능하게 될 것으로 기대되고 있다.