Jednozidne ugljične nanocijevi (SWCNT)se široko koriste u raznim vrstama baterija. Evo tipova baterija u kojima SWCNT nalaze primjenu:

1) Superkondenzatori:
SWCNT služe kao idealni elektrodni materijali za superkondenzatore zbog svoje visoke specifične površine i odlične provodljivosti. Omogućavaju brze stope punjenja i pražnjenja i pokazuju izvanrednu stabilnost ciklusa. Ugrađivanjem SWCNT-a u provodljive polimere ili metalne okside, gustoća energije i gustina snage superkondenzatora mogu se dodatno poboljšati.

2) Litijum-jonske baterije:
U oblasti litijum-jonskih baterija, SWCNT se mogu koristiti kao provodljivi aditivi ili materijali za elektrode. Kada se koriste kao provodljivi aditivi, SWCNT povećavaju provodljivost materijala elektroda, čime se poboljšavaju performanse punjenja i pražnjenja baterije. Kao materijali za elektrode, SWCNT pružaju dodatna mjesta za umetanje litijum-jona, što dovodi do povećanog kapaciteta i poboljšane stabilnosti ciklusa baterije.

3) Natrijum-jonske baterije:
Natrijum-jonske baterije su privukle značajnu pažnju kao alternativa litijum-jonskim baterijama, a SWCNT takođe nude obećavajuće izglede u ovoj oblasti. Sa svojom visokom provodljivošću i strukturnom stabilnošću, SWCNT su idealan izbor za materijale elektroda natrijum-jonskih baterija.

4) Druge vrste baterija:
Pored gore navedenih aplikacija, SWCNT pokazuju potencijal u drugim tipovima baterija kao što su gorivne ćelije i cink-vazdušne baterije. Na primjer, u gorivim ćelijama, SWCNT mogu poslužiti kao nosači katalizatora, povećavajući aktivnost i stabilnost katalizatora.

Uloga SWCNT-a u baterijama:

1) Konduktivni aditivi: SWCNT, sa svojom visokom električnom provodljivošću, mogu se dodati kao provodljivi aditivi elektrolitima u čvrstom stanju, poboljšavajući njihovu provodljivost i na taj način poboljšavajući performanse punjenja i pražnjenja baterije.

2) Materijali za elektrode: SWCNT mogu poslužiti kao supstrati za materijale elektroda, omogućavajući punjenje aktivnih supstanci (kao što su litijum metal, sumpor, silicijum, itd.) kako bi se poboljšala provodljivost i strukturna stabilnost elektrode. Štaviše, visoka specifična površina SWCNT-a obezbeđuje aktivnija mesta, što rezultira većom gustinom energije baterije.

3) Materijali separatora: U čvrstim baterijama, SWCNT se mogu koristiti kao separatorni materijali, nudeći kanale za transport jona uz održavanje dobre mehaničke čvrstoće i hemijske stabilnosti. Porozna struktura SWCNT-a doprinosi poboljšanoj provodljivosti jona u bateriji.

4) Kompozitni materijali: SWCNT se mogu sastaviti sa materijalima elektrolita u čvrstom stanju kako bi se formirali kompozitni elektroliti, kombinujući visoku provodljivost SWCNT-a sa bezbednošću elektrolita u čvrstom stanju. Takvi kompozitni materijali služe kao idealni elektrolitni materijali za solid-state baterije.

5) Materijali za ojačanje: SWCNT mogu poboljšati mehanička svojstva elektrolita u čvrstom stanju, poboljšavajući strukturnu stabilnost baterije tokom procesa punjenja-pražnjenja i smanjujući degradaciju performansi uzrokovanu promjenama zapremine.

6) Upravljanje toplotom: Sa svojom odličnom toplotnom provodljivošću, SWCNT se mogu koristiti kao materijali za upravljanje toplotom, olakšavajući efikasno rasipanje toplote tokom rada baterije, sprečavajući pregrevanje i poboljšavajući bezbednost i životni vek baterije.

Zaključno, SWCNT igraju ključnu ulogu u različitim tipovima baterija. Njihova jedinstvena svojstva omogućavaju poboljšanu provodljivost, poboljšanu gustinu energije, poboljšanu strukturnu stabilnost i efikasno upravljanje toplotom. Uz dalji napredak i istraživanja u nanotehnologiji, očekuje se da će primjena SWCNT-a u baterijama nastaviti rasti, što će dovesti do poboljšanih performansi baterija i mogućnosti skladištenja energije.