Nanotubs de carboni d'una sola paret (SWCNT)s'utilitzen àmpliament en diversos tipus de bateries. Aquests són els tipus de bateries en què els SWCNT troben aplicació:

1) Supercondensadors:
Els SWCNT serveixen com a materials d'elèctrode ideals per a supercondensadors a causa de la seva gran superfície específica i una excel·lent conductivitat. Permeten velocitats de càrrega-descàrrega ràpides i presenten una estabilitat de cicle excepcional. Mitjançant la incorporació de SWCNT a polímers conductors o òxids metàl·lics, es pot millorar encara més la densitat d'energia i la densitat de potència dels supercondensadors.

2) Bateries d'ions de liti:
En el camp de les bateries d'ions de liti, els SWCNT es poden utilitzar com a additius conductors o materials d'elèctrode. Quan s'utilitzen com a additius conductors, els SWCNT milloren la conductivitat dels materials dels elèctrodes, millorant així el rendiment de càrrega i descàrrega de la bateria. Com a propis materials d'elèctrode, els SWCNT proporcionen llocs d'inserció addicionals d'ió de liti, cosa que augmenta la capacitat i l'estabilitat del cicle de la bateria.

3) Bateries d'ions de sodi:
Les bateries d'ions de sodi han guanyat una atenció considerable com a alternatives a les bateries d'ions de liti, i els SWCNT també ofereixen perspectives prometedores en aquest domini. Amb la seva alta conductivitat i estabilitat estructural, els SWCNT són una opció ideal per als materials d'elèctrodes de bateries d'ions de sodi.

4) Altres tipus de bateries:
A més de les aplicacions esmentades anteriorment, els SWCNT mostren potencial en altres tipus de bateries, com ara les piles de combustible i les bateries de zinc-aire. Per exemple, a les piles de combustible, els SWCNT poden servir com a suport de catalitzador, millorant l'activitat i l'estabilitat del catalitzador.

Paper dels SWCNT a les bateries:

1) Additius conductors: els SWCNT, amb la seva alta conductivitat elèctrica, es poden afegir com a additius conductors als electròlits d'estat sòlid, millorant la seva conductivitat i millorant així el rendiment de càrrega-descàrrega de la bateria.

2) Materials d'elèctrode: els SWCNT poden servir com a substrats per als materials d'elèctrode, permetent la càrrega de substàncies actives (com ara metall de liti, sofre, silici, etc.) per millorar la conductivitat i l'estabilitat estructural de l'elèctrode. A més, l'alta superfície específica dels SWCNT proporciona llocs més actius, donant lloc a una major densitat d'energia de la bateria.

3) Materials separadors: a les bateries d'estat sòlid, els SWCNT es poden utilitzar com a materials separadors, oferint canals de transport iònic mantenint una bona resistència mecànica i estabilitat química. L'estructura porosa dels SWCNT contribueix a millorar la conductivitat iònica de la bateria.

4) Materials compostos: els SWCNT es poden compondre amb materials electròlits d'estat sòlid per formar electròlits compostos, combinant l'alta conductivitat dels SWCNT amb la seguretat dels electròlits d'estat sòlid. Aquests materials compostos serveixen com a materials electròlits ideals per a bateries d'estat sòlid.

5) Materials de reforç: els SWCNT poden millorar les propietats mecàniques dels electròlits d'estat sòlid, millorant l'estabilitat estructural de la bateria durant els processos de càrrega i descàrrega i reduint la degradació del rendiment causada pels canvis de volum.

6) Gestió tèrmica: amb la seva excel·lent conductivitat tèrmica, els SWCNT es poden utilitzar com a materials de gestió tèrmica, facilitant una dissipació efectiva de la calor durant el funcionament de la bateria, evitant el sobreescalfament i millorant la seguretat i la vida útil de la bateria.

En conclusió, els SWCNT tenen un paper crucial en diversos tipus de bateries. Les seves propietats úniques permeten una conductivitat millorada, una densitat d'energia millorada, una estabilitat estructural millorada i una gestió tèrmica eficaç. Amb més avenços i investigacions en nanotecnologia, s'espera que l'aplicació de SWCNT a les bateries continuï creixent, donant lloc a un millor rendiment de la bateria i capacitats d'emmagatzematge d'energia.