Společnost Toshiba vyvinula prototyp nového typu dobíjecí lithium-iontové baterie, která jako vodný elektrolyt používá vodu. Tato nová baterie neobsahuje žádná hořlavá organická rozpouštědla, která by jí umožňovala pracovat při nízkých teplotách dokonce až -30 ° C a při dlouhodobém používání vykazuje nízké riziko, a to i v případě požáru. Poskytuje také vysokou odolnost 2 000 cyklů nabíjení a vybíjení, což umožňuje použití v mnoha velkokapacitních aplikacích pro skladování energie.
Energie, kterou lze získat z obnovitelných zdrojů energie, jako je slunce a vítr, kolísá s denní dobou, počasím, ročním obdobím a polohou. Pokud bychom chtěli dosáhnout stabilního napájení z těchto obnovitelných zdrojů energie, potřebujeme velké stacionární baterie, které mohou tuto energii skladovat, pokud je k dispozici, a získávat ji během poptávky. Tyto velké baterie jsou obvykle lithium-iontové dobíjecí baterie (LIB) s vysokou hustotou energie; Nevýhodou těchto baterií LIB je však to, že k dosažení vysoké hustoty energie používají hořlavá organická rozpouštědla. Jedná se o zásadní bezpečnostní problém, a proto tyto velké akumulátory nelze používat v aplikacích, kde je vyžadována vysoká úroveň bezpečnosti.
Předchozí baterie SCiB od společnosti Toshiba zlepšily bezpečnost díky nahrazení obvyklé grafitové anody nehořlavým oxidem lithium-titaničitým (LTO). Nyní společnost dále zvýšila bezpečnost tím, že vyvinula baterii, která používá vodný elektrolyt. Zatímco LTO zajišťuje baterii proti nárazům a vibracím, vodný elektrolyt zajišťuje bezpečnost v případě požáru v místě instalace. Tento pokrok jak zjednodušuje bezpečnostní opatření nezbytná během instalace, tak rozšiřuje rozsah míst, kde lze systémy instalovat. Nyní je možné uvažovat o instalaci v blízkosti obytných oblastí a uvnitř kancelářských budov, což je faktor, který přispěje k širšímu používání velkokapacitních akumulátorů.
Problém vodných baterií dosud spočíval v tom, že elektrolýza vodného elektrolytu časem zhoršuje výkon baterie a cyklu. Společnost Toshiba to překonala novou strukturou baterií, která kombinuje pevný separátor elektrolytu a elektrolyt s vysokou koncentrací lithné soli. Tento přístup brání vodíkovým iontům (molekulám vody) migrovat z katody na anodu a potlačuje elektrolýzu, jak je znázorněno na hlavním obrázku. Vylepšil výkon zvýšením počtu cyklů nabíjení a vybíjení na více než 2 000, což je 10krát více, než je možné u současné technologie, a zároveň dosáhl vysokého napětí 2,4 V pro vodnou baterii.
Nová baterie využívá vodný elektrolyt, který nemrzne při nízkých teplotách, což zajišťuje nabíjení a vybíjení při teplotě až -30 ° C. Další výhodou je, že vodný elektrolyt nejen zvyšuje provozní bezpečnost, ale také se od něj očekává snížení nákladů zjednodušením výrobních zařízení. Společnost Toshiba bude dále rozvíjet výzkum a vývoj vodné baterie s cílem poskytnout vzorky v nejbližší době.