Toshiba a dezvoltat un prototip pentru un nou tip de baterie reîncărcabilă litiu-ion care folosește apa ca electrolit apos. Această nouă baterie nu are solvenți organici inflamabili care să-i permită să funcționeze la temperaturi scăzute, chiar de -30 ° C, și prezintă un risc scăzut la utilizarea pe termen lung, chiar și în caz de incendiu. De asemenea, oferă o durabilitate ridicată de 2.000 de cicluri de încărcare și descărcare, făcând posibilă utilizarea în multe aplicații de stocare a energiei cu capacitate mare.
Energia care poate fi obținută din surse regenerabile de energie, cum ar fi soarele și vântul, fluctuează în funcție de ora zilei, vremea, sezonul și locația. Dacă ar fi să obținem o sursă de energie stabilă din aceste surse de energie regenerabile, avem nevoie de baterii staționare de mari dimensiuni care pot stoca această energie atunci când sunt disponibile și o pot sursa în timpul cererii. Aceste baterii pe scară largă sunt în mod normal baterii reîncărcabile litiu-ion (LIB) cu densitate mare de energie; totuși, dezavantajul acestor baterii LIB este că utilizează solvenți organici inflamabili pentru a obține o densitate ridicată a energiei. Aceasta este o problemă majoră de siguranță și, prin urmare, aceste baterii de stocare pe scară largă nu pot fi utilizate în aplicații în care este necesară siguranță la nivel înalt.
Bateriile anterioare SCiB de la Toshiba au îmbunătățit performanțele de siguranță prin înlocuirea anodului obișnuit de grafit cu un oxid de titanat de litiu (LTO) neinflamabil. Acum, compania a sporit în continuare siguranța prin dezvoltarea unei baterii care utilizează un electrolit apos. În timp ce LTO asigură bateria împotriva șocurilor și vibrațiilor, electrolitul apos asigură siguranță în caz de incendiu la locul de instalare. Acest avans simplifică atât măsurile de siguranță necesare în timpul instalării, cât și extinde domeniul de aplicare al locațiilor în care pot fi instalate sisteme. Acum este posibil să se ia în considerare instalarea în apropierea zonelor rezidențiale și în interiorul clădirilor de birouri, un factor care va contribui la utilizarea pe scară mai largă a bateriilor de stocare pe scară largă.
Problema cu bateriile apoase până acum a fost că, cu timpul, electroliza electrolitului apos degradează performanța bateriei și a ciclului. Toshiba a depășit acest lucru cu o nouă structură a bateriei care combină un separator solid de electroliți și un electrolit cu o concentrație ridicată de sare de litiu. Această abordare previne migrarea ionilor de hidrogen (molecule de apă) de la catod la anod, suprimând electroliza așa cum se arată în imaginea principală. Acesta a îmbunătățit performanța prin creșterea numărului de cicluri de încărcare și descărcare la peste 2.000, de 10 ori mai mare decât este posibil cu tehnologia actuală, obținând în același timp o tensiune de 2.4V, mare pentru o baterie apoasă.
Noua baterie adoptă un electrolit apos care nu îngheață la temperaturi scăzute, care realizează încărcarea și descărcarea la o temperatură de până la -30 ° C. Un alt plus este că electrolitul apos nu numai că îmbunătățește siguranța operațională, dar este, de asemenea, de a reduce costurile prin simplificarea instalațiilor de fabricație. Toshiba va avansa în continuare cercetarea și dezvoltarea bateriei apoase, urmărind să furnizeze probe la o dată timpurie.