Spoločnosť Toshiba vyvinula prototyp nového typu nabíjateľnej lítium-iónovej batérie, ktorá ako vodný elektrolyt používa vodu. Táto nová batéria neobsahuje žiadne horľavé organické rozpúšťadlá, ktoré jej umožňujú pracovať pri nízkych teplotách až do -30 ° C a pri dlhodobom používaní vykazujú nízke riziko, a to aj v prípade požiaru. Poskytuje tiež vysokú odolnosť 2 000 cyklov nabíjania a vybíjania, čo umožňuje použitie v mnohých veľkokapacitných aplikáciách na ukladanie energie.
Energia, ktorú je možné získať z obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnko a vietor, kolíše s dennou dobou, počasím, ročným obdobím a polohou. Ak by sme chceli dosiahnuť stabilný zdroj energie z týchto obnoviteľných zdrojov energie, potrebujeme veľké stacionárne batérie, ktoré by túto energiu dokázali akumulovať, pokiaľ sú k dispozícii, a získavať ich počas dopytu. Tieto veľké batérie sú zvyčajne lítium-iónové nabíjateľné batérie (LIB) s vysokou hustotou energie; Nevýhodou týchto batérií LIB je však to, že na dosiahnutie vysokej hustoty energie používajú horľavé organické rozpúšťadlá. Toto je hlavným bezpečnostným problémom, a preto sa tieto veľké akumulátory nesmú používať v aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoká úroveň bezpečnosti.
Predchádzajúce batérie SCiB od spoločnosti Toshiba mali vylepšený bezpečnostný výkon nahradením obvyklej grafitovej anódy nehorľavým oxidom lítium-titaničitým (LTO). Spoločnosť teraz ďalej zvýšila bezpečnosť vývojom batérie, ktorá používa vodný elektrolyt. Zatiaľ čo LTO zaisťuje batériu proti nárazom a vibráciám, vodný elektrolyt zaisťuje bezpečnosť v prípade požiaru v mieste inštalácie. Tento pokrok zjednodušuje bezpečnostné opatrenia potrebné počas inštalácie a rozširuje rozsah miest, kde je možné systémy inštalovať. Teraz je možné uvažovať o inštalácii v blízkosti bytových priestorov a vo vnútri kancelárskych budov, čo je faktor, ktorý prispeje k rozšírenejšiemu využívaniu batérií veľkého rozsahu.
Problém s vodnými batériami doteraz bol, že elektrolýza vodného elektrolytu časom degraduje výkon batérií a cyklu. Spoločnosť Toshiba to prekonala novou štruktúrou batérií, ktorá kombinuje tuhý separátor elektrolytu a elektrolyt s vysokou koncentráciou lítnej soli. Tento prístup zabraňuje vodíkovým iónom (molekulám vody) migrovať z katódy na anódu a potláča elektrolýzu, ako je znázornené na hlavnom obrázku. Vylepšil výkon zvýšením počtu nabíjacích a vybíjacích cyklov na viac ako 2 000, čo je 10-krát viac, ako je to pri súčasnej technológii možné, a pri vodnej batérii tiež dosiahol vysoké napätie 2,4 V.
Nová batéria využíva vodný elektrolyt, ktorý nezmrazuje pri nízkych teplotách, čo umožňuje nabíjanie a vybíjanie pri teplote až -30 ° C. Ďalším plusom je, že vodný elektrolyt nielen zvyšuje prevádzkovú bezpečnosť, ale tiež sa od neho očakáva zníženie nákladov. zjednodušením výrobných zariadení. Spoločnosť Toshiba bude ďalej napredovať vo výskume a vývoji vodnej batérie s cieľom poskytnúť vzorky v čo najkratšom čase.