طورت توشيبا نموذجًا أوليًا لنوع جديد من بطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن التي تستخدم الماء كمحلول إلكتروليت مائي. لا تحتوي هذه البطارية الجديدة على أي مذيبات عضوية قابلة للاشتعال تسمح لها بالعمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -30 درجة مئوية وتظهر مخاطر منخفضة على الاستخدام طويل المدى ، حتى في حالة نشوب حريق. كما أنه يوفر متانة عالية تصل إلى 2000 دورة شحن وتفريغ ، مما يجعل من الممكن استخدامه في العديد من تطبيقات تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة.
الطاقة التي يمكن الحصول عليها من مصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح تتقلب مع الوقت من اليوم والطقس والموسم والموقع. إذا أردنا تحقيق مصدر طاقة ثابت من مصادر الطاقة المتجددة هذه ، فنحن بحاجة إلى بطاريات ثابتة كبيرة الحجم يمكنها تخزين هذه الطاقة عند توفرها ومصدرها أثناء الطلب. عادة ما تكون هذه البطاريات الكبيرة عبارة عن بطاريات ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن (LIB) ذات كثافة طاقة عالية ؛ ومع ذلك ، فإن الجانب السلبي لبطاريات LIB هذه هو أنها تستخدم مذيبات عضوية قابلة للاشتعال لتحقيق كثافة طاقة عالية. يعد هذا مصدر قلق كبير للسلامة ، وبالتالي لا يُسمح باستخدام بطاريات التخزين واسعة النطاق في التطبيقات التي تتطلب أمانًا عالي المستوى.
حسنت بطاريات SCiB السابقة من Toshiba أداء السلامة من خلال استبدال أنود الجرافيت المعتاد بأكسيد تيتانات الليثيوم غير القابل للاشتعال (LTO). الآن ، عززت الشركة السلامة بشكل أكبر من خلال تطوير بطارية تستخدم إلكتروليت مائي. بينما يؤمن LTO البطارية ضد الصدمات والاهتزازات ، يضمن المحلول الكهربائي المائي السلامة في حالة نشوب حريق في موقع التثبيت. يبسط هذا التقدم إجراءات السلامة اللازمة أثناء التثبيت ويوسع نطاق المواقع التي يمكن تثبيت الأنظمة فيها. أصبح من الممكن الآن التفكير في التركيب بالقرب من المناطق السكنية وداخل مباني المكاتب ، وهو عامل من شأنه أن يساهم في زيادة انتشار استخدام بطاريات التخزين على نطاق واسع.
كانت مشكلة البطاريات المائية حتى الآن هي أنه مع مرور الوقت ، يؤدي التحليل الكهربائي للكهارل المائي إلى تدهور أداء البطارية والدورة. لقد تغلبت توشيبا على هذا الأمر بهيكل بطارية جديد يجمع بين فاصل إلكتروليت صلب وإلكتروليت مع تركيز عالٍ من ملح الليثيوم. يمنع هذا النهج أيونات الهيدروجين (جزيئات الماء) من الهجرة من القطب السالب إلى القطب الموجب ، مما يثبط التحليل الكهربائي كما هو موضح في الصورة الرئيسية. لقد عزز الأداء من خلال زيادة عدد دورات الشحن والتفريغ إلى أكثر من 2000 ، وهو أعلى 10 مرات مما هو ممكن مع التكنولوجيا الحالية ، مع تحقيق جهد 2.4 فولت ، مرتفع للبطارية المائية.
تتبنى البطارية الجديدة إلكتروليت مائي لا يتجمد في درجات حرارة منخفضة ، مما يحقق الشحن والتفريغ عند درجة حرارة منخفضة تصل إلى -30 درجة مئوية ، وهناك ميزة أخرى تتمثل في أن الإلكتروليت المائي لا يحسن السلامة التشغيلية فحسب ، بل من المتوقع أيضًا أن يقلل التكاليف من خلال تبسيط مرافق التصنيع. ستعمل Toshiba على تعزيز البحث والتطوير للبطارية المائية ، بهدف توفير عينات في وقت مبكر.