Toshiba는 물을 전해질로 사용하는 새로운 유형의 충전식 리튬 이온 배터리의 프로토 타입을 개발했습니다. 이 새로운 배터리에는 가연성 유기 용제가 포함되어 있지 않으므로 -30 ° C의 저온에서도 작동 할 수 있으며 화재시에도 장기간 사용시 위험이 적습니다. 또한 2,000 번의 충전 및 방전 사이클의 높은 내구성을 제공하여 많은 대용량 에너지 저장 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.
태양과 바람과 같은 재생 가능 에너지 원에서 얻을 수있는 에너지는 시간, 날씨, 계절 및 위치에 따라 변동합니다. 이러한 재생 가능 에너지 원으로부터 안정적인 전력 공급을 달성하려면이 에너지를 사용 가능할 때 저장하고 수요 중에 공급할 수있는 대규모 고정 배터리가 필요합니다. 이러한 대형 배터리는 일반적으로 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 충전식 배터리 (LIB)입니다. 그러나 이러한 LIB 배터리의 단점은 높은 에너지 밀도를 달성하기 위해 인화성 유기 용매를 사용한다는 것입니다. 이는 주요 안전 문제이므로 이러한 대규모 축전지는 높은 수준의 안전이 필요한 응용 분야에서 사용할 수 없습니다.
Toshiba의 이전 SCiB 배터리는 일반적인 흑연 양극을 불연성 리튬 티타 네이트 산화물 (LTO)로 교체하여 안전성 성능을 향상 시켰습니다. 현재 동사는 수성 전해질을 사용한 배터리를 개발하여 안전성을 한층 더 높이고있다. LTO는 충격과 진동으로부터 배터리를 보호하는 반면 수성 전해질은 설치 위치에서 화재 발생시 안전을 보장합니다. 이러한 발전은 설치 중에 필요한 안전 조치를 단순화하고 시스템을 설치할 수있는 위치의 범위를 넓 힙니다. 이제 주거 지역과 사무실 건물 내부에 설치하는 것을 고려할 수 있으며, 이는 대규모 축전지의보다 광범위한 사용에 기여할 요소입니다.
지금까지 수성 배터리의 문제는 시간이 지남에 따라 수성 전해질의 전기 분해가 배터리 및 사이클 성능을 저하 시킨다는 것입니다. Toshiba는 고체 전해질 분리기와 전해질과 고농도 리튬 염을 결합한 새로운 배터리 구조로이를 극복했습니다. 이 접근법은 수소 이온 (물 분자)이 음극에서 양극으로 이동하는 것을 방지하여 메인 이미지에 표시된 것처럼 전기 분해를 억제합니다. 현재 기술보다 10 배 높은 충전 및 방전 사이클 수를 2,000 회 이상으로 늘려 성능을 향상 시켰으며, 수성 배터리의 경우 2.4V의 높은 전압을 달성했습니다.
새로운 배터리는 저온에서 동결되지 않는 수성 전해질을 채택하여 -30 ° C까지의 낮은 온도에서 충 방전이 가능합니다. 제조 시설을 단순화하여 Toshiba는 조기에 샘플을 제공하는 것을 목표로 수성 배터리의 연구 및 개발을 더욱 발전시킬 것입니다.