Toshiba har utviklet en prototype for en ny type oppladbart litiumionbatteri som bruker vann som den vandige elektrolytten. Dette nye batteriet har ingen brennbare organiske løsningsmidler som tillater det å fungere ved lave temperaturer på til og med -30 ° C og viser en lav risiko ved langvarig bruk, selv i tilfelle brann. Den gir også høy holdbarhet på 2000 lade- og utladningssykluser, noe som gjør det mulig å bli brukt i mange store lagringsapplikasjoner.
Energien som kan hentes fra fornybare energikilder som sol og vind svinger med tiden på dagen, været, årstiden og stedet. Hvis vi skulle oppnå en stabil strømforsyning fra disse fornybare energikildene, trenger vi store, stasjonære batterier som kan lagre denne energien når den er tilgjengelig og skaffe den under etterspørsel. Disse storskala batteriene er normalt oppladbare litiumionbatterier (LIB) med høy energitetthet; Ulempen med disse LIB-batteriene er imidlertid at de bruker brennbare organiske løsemidler for å oppnå høy energitetthet. Dette er et viktig sikkerhetsproblem, og derfor er det ikke tillatt å bruke disse store lagringsbatteriene i applikasjoner der sikkerhet på høyt nivå er nødvendig.
De forrige SCiB-batteriene fra Toshiba hadde forbedret sikkerhetsytelse ved å erstatte den vanlige grafittanoden med et ikke-brennbart litiumtitanatoksid (LTO). Nå har selskapet økt sikkerheten ytterligere ved å utvikle et batteri som bruker en vandig elektrolytt. Mens LTO sikrer batteriet mot støt og vibrasjoner, sørger den vandige elektrolytten for sikkerhet i tilfelle brann på installasjonsstedet. Dette fremskrittet forenkler både sikkerhetstiltakene som er nødvendige under installasjonen og utvider omfanget av steder der systemer kan installeres. Det er nå mulig å vurdere installasjon i nærheten av boligområder og inne i kontorbygg, en faktor som vil bidra til en mer utbredt bruk av store batterier.
Problemet med vandige batterier til nå har vært at elektrolyse av vandig elektrolytt med tiden nedbryter batteriets og syklusens ytelse. Toshiba har overvunnet dette med en ny batteristruktur som kombinerer en solid elektrolyttutskiller og en elektrolytt med en høy konsentrasjon av litiumsalt. Denne tilnærmingen forhindrer hydrogenioner (vannmolekyler) som vandrer fra katoden til anoden, og undertrykker elektrolysen som vist på hovedbildet. Det har forbedret ytelsen ved å øke antallet lade- og utladningssykluser til over 2000, 10 ganger høyere enn det som er mulig med dagens teknologi, samtidig som det oppnås en spenning på 2,4 V, høy for et vandig batteri.
Det nye batteriet vedtar en vandig elektrolytt som ikke fryser ved lave temperaturer, noe som realiserer ladning og utladning ved en temperatur så lav som -30 ° C.Et annet pluss er at den vandige elektrolytten ikke bare forbedrer driftssikkerheten, men det forventes også å redusere kostnadene ved å forenkle produksjonsanlegg. Toshiba vil videreutvikle forskning og utvikling av det vandige batteriet, med sikte på å gi prøver på en tidlig dato.