Toshiba розробила прототип нового типу акумуляторної літій-іонної батареї, яка використовує воду як водний електроліт. Ця нова батарея не має легкозаймистих органічних розчинників, що дозволяє їй працювати при низьких температурах навіть до -30 ° C і демонструє низький ризик при тривалому використанні, навіть у випадку пожежі. Він також забезпечує високу довговічність 2000 циклів заряду та розряду, що робить можливим використання у багатьох додатках накопичення енергії великої ємності.
Енергія, яку можна отримати з відновлюваних джерел енергії, таких як сонце та вітер, коливається в залежності від часу доби, погоди, пори року та місцезнаходження. Якщо ми хотіли досягти стабільного енергопостачання з цих відновлюваних джерел енергії, нам потрібні великомасштабні стаціонарні батареї, які можуть зберігати цю енергію, коли вона є в наявності, та отримувати її під час попиту. Ці широкомасштабні батареї, як правило, є літій-іонними акумуляторами (LIB) з високою щільністю енергії; однак недоліком цих батарей LIB є те, що вони використовують легкозаймисті органічні розчинники для досягнення високої щільності енергії. Це є головною проблемою безпеки, а отже, ці великі акумуляторні батареї не можна використовувати в програмах, де необхідна безпека високого рівня.
Попередні акумулятори SCiB від Toshiba покращили показники безпеки, замінивши звичайний графітовий анод на негорючий оксид титанату літію (LTO). Зараз компанія підвищила рівень безпеки, розробивши акумулятор, який використовує водний електроліт. Поки LTO захищає акумулятор від ударів та вібрацій, водний електроліт забезпечує безпеку у випадку пожежі в місці установки. Цей аванс спрощує заходи безпеки, необхідні під час монтажу, і розширює коло місць, де можна встановити системи. Зараз можна розглянути можливість встановлення поблизу житлових районів та всередині офісних будівель, фактор, який сприятиме більш широкому використанню великих акумуляторів.
Дотепер проблема з водними батареями полягала в тому, що з часом електроліз водного електроліту погіршує ефективність роботи батареї та циклу. Toshiba подолала це завдяки новій структурі акумулятора, яка поєднує в собі сепаратор твердого електроліту та електроліт з високою концентрацією солі літію. Цей підхід запобігає міграції іонів водню (молекул води) від катода до анода, пригнічуючи електроліз, як показано на основному зображенні. Він підвищив продуктивність завдяки збільшенню кількості циклів заряду та розряду до понад 2000, що в 10 разів перевищує можливу за сучасних технологій, а також досягає напруги 2,4 В, високої для водної батареї.
Нова батарея використовує водний електроліт, який не замерзає при низьких температурах, що реалізує заряд і розряд при температурі до -30 ° C. Ще одним плюсом є те, що водний електроліт не тільки покращує експлуатаційну безпеку, але також передбачає зменшення витрат спрощення виробничих потужностей. Toshiba продовжить подальші дослідження та розробку водної батареї, маючи на меті надати зразки на ранніх термінах.