Toshiba ha desarrollado un prototipo para un nuevo tipo de batería de iones de litio recargable que utiliza agua como electrolito acuoso. Esta nueva batería no tiene disolventes orgánicos inflamables, lo que le permite funcionar a bajas temperaturas de hasta -30 ° C y demuestra un riesgo bajo durante un uso prolongado, incluso en caso de incendio. También ofrece una alta durabilidad de 2.000 ciclos de carga y descarga, lo que permite su uso en muchas aplicaciones de almacenamiento de energía de gran capacidad.
La energía que se puede obtener de fuentes de energía renovables como el sol y el viento fluctúa con la hora del día, el clima, la estación y la ubicación. Si queremos lograr un suministro de energía estable a partir de estas fuentes de energía renovable, necesitamos baterías estacionarias a gran escala que puedan almacenar esta energía cuando esté disponible y obtenerla durante la demanda. Estas baterías de gran escala son normalmente baterías recargables de iones de litio (LIB) con alta densidad de energía; sin embargo, la desventaja de estas baterías LIB es que utilizan solventes orgánicos inflamables para lograr una alta densidad de energía. Este es un problema de seguridad importante y, por lo tanto, no se permite el uso de estas baterías de almacenamiento a gran escala en aplicaciones donde se requiere un alto nivel de seguridad.
Las baterías SCiB anteriores de Toshiba habían mejorado el rendimiento de seguridad al reemplazar el ánodo de grafito habitual con un óxido de titanato de litio no inflamable (LTO). Ahora, la empresa ha mejorado aún más la seguridad al desarrollar una batería que utiliza un electrolito acuoso. Mientras que el LTO protege la batería contra golpes y vibraciones, el electrolito acuoso garantiza la seguridad en caso de incendio en el lugar de instalación. Este avance simplifica las medidas de seguridad necesarias durante la instalación y amplía el alcance de las ubicaciones donde se pueden instalar los sistemas. Ahora es posible considerar la instalación cerca de áreas residenciales y dentro de edificios de oficinas, un factor que contribuirá al uso más generalizado de baterías de almacenamiento a gran escala.
El problema con las baterías acuosas hasta ahora ha sido que, con el tiempo, la electrólisis del electrolito acuoso degrada el rendimiento de la batería y del ciclo. Toshiba ha superado esto con una nueva estructura de batería que combina un separador de electrolitos sólidos y un electrolito con una alta concentración de sal de litio. Este enfoque evita que los iones de hidrógeno (moléculas de agua) migren del cátodo al ánodo, suprimiendo la electrólisis como se muestra en la imagen principal. Ha mejorado el rendimiento al aumentar el número de ciclos de carga y descarga a más de 2000, 10 veces más de lo que es posible con la tecnología actual, al tiempo que alcanza un voltaje de 2,4 V, alto para una batería acuosa.
La nueva batería adopta un electrolito acuoso que no se congela a bajas temperaturas, que realiza la carga y descarga a una temperatura tan baja como -30 ° C.Otra ventaja es que el electrolito acuoso no solo mejora la seguridad operativa sino que también se espera que reduzca los costos. simplificando las instalaciones de fabricación. Toshiba seguirá avanzando en la investigación y el desarrollo de la batería acuosa, con el objetivo de proporcionar muestras en una fecha temprana.