Toshiba đã phát triển một nguyên mẫu cho một loại pin lithium-ion có thể sạc lại sử dụng nước làm chất điện phân dạng nước. Loại pin mới này không có bất kỳ dung môi hữu cơ dễ cháy nào cho phép nó hoạt động ở nhiệt độ thấp, thậm chí -30 ° C và ít rủi ro khi sử dụng lâu dài, ngay cả trong trường hợp hỏa hoạn. Nó cũng mang lại độ bền cao với 2.000 chu kỳ sạc và xả, giúp nó có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng lưu trữ năng lượng dung lượng lớn.
Năng lượng có thể thu được từ các nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời và gió dao động theo thời gian trong ngày, thời tiết, mùa và địa điểm. Nếu chúng ta muốn đạt được nguồn cung cấp điện ổn định từ các nguồn năng lượng tái tạo này, chúng ta cần pin cố định quy mô lớn có thể lưu trữ năng lượng này khi có sẵn và cung cấp khi có nhu cầu. Những loại pin quy mô lớn này thường là pin sạc lithium-ion (LIB) với mật độ năng lượng cao; tuy nhiên, nhược điểm của các loại pin LIB này là chúng sử dụng dung môi hữu cơ dễ cháy để đạt được mật độ năng lượng cao. Đây là một mối quan tâm lớn về an toàn và do đó, những loại pin lưu trữ quy mô lớn này không được phép sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ an toàn cao.
Các pin SCiB trước đây của Toshiba đã được cải thiện hiệu suất an toàn bằng cách thay thế cực dương bằng than chì thông thường bằng một ôxit liti titanate không cháy (LTO). Giờ đây, công ty đã tăng cường hơn nữa sự an toàn bằng cách phát triển một loại pin sử dụng chất điện phân dạng nước. Trong khi LTO bảo vệ pin chống sốc và rung, chất điện phân dạng nước đảm bảo an toàn trong trường hợp hỏa hoạn tại vị trí lắp đặt. Cải tiến này vừa đơn giản hóa các biện pháp an toàn cần thiết trong quá trình lắp đặt vừa mở rộng phạm vi các vị trí có thể lắp đặt hệ thống. Bây giờ có thể xem xét việc lắp đặt gần các khu dân cư và bên trong các tòa nhà văn phòng, một yếu tố sẽ góp phần vào việc sử dụng rộng rãi hơn các loại pin lưu trữ quy mô lớn.
Vấn đề với pin dung dịch nước cho đến nay là theo thời gian, quá trình điện phân dung dịch nước làm giảm hiệu suất của pin và chu trình. Toshiba đã khắc phục điều này bằng cấu trúc pin mới kết hợp giữa chất điện phân rắn và chất điện phân có nồng độ muối lithium cao. Cách tiếp cận này ngăn chặn các ion hydro (phân tử nước) di chuyển từ cực âm đến cực dương, ngăn chặn sự điện phân như trong hình ảnh chính. Nó đã nâng cao hiệu suất bằng cách tăng số chu kỳ sạc và xả lên hơn 2.000, cao hơn 10 lần so với công nghệ hiện tại, đồng thời đạt được điện áp 2,4V, mức cao đối với pin dung dịch nước.
Pin mới sử dụng chất điện phân dạng nước không đóng băng ở nhiệt độ thấp, nhận ra quá trình sạc và xả ở nhiệt độ thấp tới -30 ° C. Một điểm cộng khác là chất điện phân dạng nước không chỉ cải thiện an toàn vận hành mà còn được kỳ vọng sẽ giảm chi phí bằng cách đơn giản hóa các cơ sở sản xuất. Toshiba sẽ đẩy mạnh hơn nữa việc nghiên cứu và phát triển pin dung dịch nước, nhằm cung cấp các mẫu thử sớm hơn.