Η Toshiba έχει αναπτύξει ένα πρωτότυπο για έναν νέο τύπο επαναφορτιζόμενης μπαταρίας ιόντων λιθίου που χρησιμοποιεί νερό ως υδατικό ηλεκτρολύτη. Αυτή η νέα μπαταρία δεν διαθέτει εύφλεκτους οργανικούς διαλύτες που της επιτρέπουν να λειτουργεί σε χαμηλές θερμοκρασίες ακόμη και -30 ° C και επιδεικνύει χαμηλό κίνδυνο για μακροχρόνια χρήση, ακόμη και σε περίπτωση πυρκαγιάς. Παρέχει επίσης υψηλή αντοχή 2.000 κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης, καθιστώντας δυνατή τη χρήση σε πολλές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης χωρητικότητας.
Η ενέργεια που μπορεί να ληφθεί από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ο ήλιος και ο άνεμος κυμαίνονται με την ώρα της ημέρας, τον καιρό, την εποχή και την τοποθεσία. Εάν επρόκειτο να επιτύχουμε μια σταθερή τροφοδοσία από αυτές τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, χρειαζόμαστε σταθερές μπαταρίες μεγάλης κλίμακας που μπορούν να αποθηκεύουν αυτήν την ενέργεια όταν είναι διαθέσιμες και να την προμηθεύουν κατά τη διάρκεια της ζήτησης. Αυτές οι μπαταρίες μεγάλης κλίμακας είναι συνήθως επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου (LIB) με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Ωστόσο, το μειονέκτημα αυτών των μπαταριών LIB είναι ότι χρησιμοποιούν εύφλεκτους οργανικούς διαλύτες για να επιτύχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Αυτό αποτελεί μείζον ζήτημα ασφάλειας και επομένως αυτές οι μπαταρίες αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας δεν επιτρέπεται να χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλού επιπέδου ασφάλεια.
Οι προηγούμενες μπαταρίες SCiB από την Toshiba είχαν βελτιωμένη απόδοση ασφάλειας αντικαθιστώντας τη συνήθη άνοδο του γραφίτη με ένα μη εύφλεκτο οξείδιο του τιτανικού λιθίου (LTO). Τώρα, η εταιρεία ενίσχυσε περαιτέρω την ασφάλεια αναπτύσσοντας μια μπαταρία που χρησιμοποιεί έναν υδατικό ηλεκτρολύτη. Ενώ το LTO ασφαλίζει την μπαταρία από κραδασμούς και κραδασμούς, ο υδατικός ηλεκτρολύτης εξασφαλίζει ασφάλεια σε περίπτωση πυρκαγιάς στη θέση εγκατάστασης. Αυτή η πρόοδος απλοποιεί και τα απαραίτητα μέτρα ασφαλείας κατά την εγκατάσταση και διευρύνει το πεδίο των τοποθεσιών όπου μπορούν να εγκατασταθούν συστήματα. Είναι πλέον δυνατό να εξεταστεί η εγκατάσταση κοντά σε κατοικημένες περιοχές και μέσα σε κτίρια γραφείων, ένας παράγοντας που θα συμβάλει στην ευρύτερη χρήση μπαταριών αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας.
Το πρόβλημα με τις υδατικές μπαταρίες μέχρι τώρα ήταν ότι, με την πάροδο του χρόνου, η ηλεκτρόλυση του υδατικού ηλεκτρολύτη υποβαθμίζει την απόδοση της μπαταρίας και του κύκλου. Η Toshiba το ξεπέρασε με μια νέα δομή μπαταρίας που συνδυάζει έναν συμπαγή διαχωριστή ηλεκτρολυτών και έναν ηλεκτρολύτη με υψηλή συγκέντρωση άλατος λιθίου. Αυτή η προσέγγιση αποτρέπει τα ιόντα υδρογόνου (μόρια νερού) να μεταναστεύουν από την κάθοδο στην άνοδο, καταστέλλοντας την ηλεκτρόλυση όπως φαίνεται στην κύρια εικόνα. Έχει βελτιώσει την απόδοση αυξάνοντας τον αριθμό των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης σε πάνω από 2.000, 10 φορές υψηλότερο από ό, τι είναι δυνατό με την τρέχουσα τεχνολογία, ενώ επιτυγχάνει επίσης τάση 2,4V, υψηλή για μια υδατική μπαταρία.
Η νέα μπαταρία υιοθετεί έναν υδατικό ηλεκτρολύτη που δεν παγώνει σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο οποίος πραγματοποιεί φόρτιση και εκφόρτιση σε θερμοκρασία τόσο χαμηλή όσο -30 ° C. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι ο υδατικός ηλεκτρολύτης όχι μόνο βελτιώνει την ασφάλεια λειτουργίας αλλά αναμένεται επίσης να μειώσει το κόστος απλοποιώντας τις εγκαταστάσεις παραγωγής. Η Toshiba θα προωθήσει περαιτέρω την έρευνα και την ανάπτυξη της υδατικής μπαταρίας, με στόχο την παροχή δειγμάτων από νωρίς.