Toshiba har udviklet en prototype til en ny type genopladeligt lithium-ion-batteri, der bruger vand som den vandige elektrolyt. Dette nye batteri har ingen brandfarlige organiske opløsningsmidler, der tillader det at fungere ved lave temperaturer på lige -30 ° C og udviser en lav risiko ved langvarig brug, selv i tilfælde af brand. Den leverer også høj holdbarhed på 2.000 opladnings- og afladningscyklusser, hvilket gør det muligt at blive brugt i mange energilagringsapplikationer med stor kapacitet.
Den energi, der kan opnås fra vedvarende energikilder som solen og vinden, svinger med tiden på dagen, vejret, årstiden og placeringen. Hvis vi skulle opnå en stabil strømforsyning fra disse vedvarende energikilder, har vi brug for store stationære batterier, der kan gemme denne energi, når den er tilgængelig, og få den under efterspørgsel. Disse store batterier er normalt lithium-ion genopladelige batterier (LIB) med høj energitæthed; Ulempen ved disse LIB-batterier er imidlertid, at de bruger brændbare organiske opløsningsmidler til at opnå høj energitæthed. Dette er et stort sikkerhedsproblem, og derfor må disse store lagerbatterier ikke bruges i applikationer, hvor sikkerhed på højt niveau er påkrævet.
De tidligere SCiB-batterier fra Toshiba havde forbedret sikkerhedsydelse ved at erstatte den sædvanlige grafitanode med et ikke-brændbart lithiumtitanatoxid (LTO). Nu har virksomheden øget sikkerheden yderligere ved at udvikle et batteri, der bruger en vandig elektrolyt. Mens LTO sikrer batteriet mod stød og vibrationer, sikrer den vandige elektrolyt sikkerhed i tilfælde af brand på installationsstedet. Dette fremskridt både forenkler de sikkerhedsforanstaltninger, der er nødvendige under installationen, og udvider omfanget af placeringer, hvor systemer kan installeres. Det er nu muligt at overveje installation i nærheden af boligområder og inde i kontorbygninger, en faktor der vil bidrage til en mere udbredt anvendelse af store lagerbatterier.
Problemet med vandige batterier har hidtil været, at elektrolyse af vandig elektrolyt med tiden nedbryder batteriets og cyklusydelsen. Toshiba har overvundet dette med en ny batteristruktur, der kombinerer en solid elektrolytudskiller og en elektrolyt med en høj koncentration af lithiumsalt. Denne tilgang forhindrer brintioner (vandmolekyler), der vandrer fra katoden til anoden, og undertrykker elektrolysen som vist i hovedbilledet. Det har forbedret ydeevnen ved at øge antallet af opladnings- og afladningscyklusser til over 2.000, 10 gange højere end muligt med den nuværende teknologi, samtidig med at der opnås en spænding på 2,4 V, høj for et vandigt batteri.
Det nye batteri anvender en vandig elektrolyt, der ikke fryser ved lave temperaturer, hvilket realiserer opladning og afladning ved en temperatur så lav som -30 ° C.Et andet plus er, at den vandige elektrolyt ikke kun forbedrer driftssikkerheden, men forventes også at reducere omkostningerne ved at forenkle produktionsfaciliteter. Toshiba vil fremme forskningen og udviklingen af det vandige batteri yderligere med det formål at levere prøver på et tidligt tidspunkt.