Jednostěnné uhlíkové nanotrubice (SWCNT)jsou široce používány v různých typech baterií. Zde jsou typy baterií, ve kterých SWCNT nacházejí uplatnění:

1) Superkondenzátory:
SWCNT slouží jako ideální elektrodové materiály pro superkondenzátory díky jejich vysokému specifickému povrchu a vynikající vodivosti. Umožňují rychlé nabíjení a vybíjení a vykazují vynikající stabilitu cyklu. Začleněním SWCNT do vodivých polymerů nebo oxidů kovů lze dále zlepšit hustotu energie a hustotu výkonu superkondenzátorů.

2) Lithium-iontové baterie:
V oblasti lithium-iontových baterií lze SWCNT použít jako vodivé přísady nebo elektrodové materiály. Při použití jako vodivá aditiva zvyšují SWCNT vodivost materiálů elektrod, čímž zlepšují výkon baterie nabíjení a vybíjení. Jako elektrodové materiály samotné poskytují SWCNT další místa pro vložení lithium-iontů, což vede ke zvýšení kapacity a lepší stabilitě cyklu baterie.

3) Sodno-iontové baterie:
Sodík-iontové baterie získaly značnou pozornost jako alternativy k lithium-iontovým bateriím a SWCNT nabízejí slibné vyhlídky i v této oblasti. Díky své vysoké vodivosti a strukturální stabilitě jsou SWCNT ideální volbou pro materiály elektrod sodíkových iontů.

4) Jiné typy baterií:
Kromě výše uvedených aplikací vykazují SWCNT potenciál v jiných typech baterií, jako jsou palivové články a zinko-vzduchové baterie. Například v palivových článcích mohou SWCNT sloužit jako nosiče katalyzátorů, které zvyšují aktivitu a stabilitu katalyzátoru.

Role SWCNT v bateriích:

1) Vodivá aditiva: SWCNT se svou vysokou elektrickou vodivostí mohou být přidávány jako vodivá aditiva do elektrolytů v pevné fázi, zlepšují jejich vodivost a tím zvyšují výkon nabíjení a vybíjení baterie.

2) Materiály elektrod: SWCNT mohou sloužit jako substráty pro elektrodové materiály, umožňující nanášení aktivních látek (jako je lithium, síra, křemík atd.) pro zlepšení vodivosti a strukturální stability elektrody. Navíc vysoký specifický povrch SWCNT poskytuje aktivnější místa, což má za následek vyšší hustotu energie baterie.

3) Materiály separátoru: V polovodičových bateriích lze SWCNT použít jako separační materiály, které nabízejí kanály pro přenos iontů při zachování dobré mechanické pevnosti a chemické stability. Porézní struktura SWCNT přispívá ke zlepšení iontové vodivosti v baterii.

4) Kompozitní materiály: SWCNT mohou být složeny s elektrolytickými materiály v pevné fázi za vzniku kompozitních elektrolytů, které kombinují vysokou vodivost SWCNT s bezpečností elektrolytů v pevné fázi. Takové kompozitní materiály slouží jako ideální elektrolytické materiály pro polovodičové baterie.

5) Výztužné materiály: SWCNT mohou zlepšit mechanické vlastnosti elektrolytů v pevné fázi, zlepšit strukturální stabilitu baterie během procesů nabíjení a vybíjení a snížit degradaci výkonu způsobenou objemovými změnami.

6) Tepelný management: Díky své vynikající tepelné vodivosti mohou být SWCNT použity jako materiály tepelného managementu, které usnadňují efektivní odvod tepla během provozu na baterie, zabraňují přehřátí a zlepšují bezpečnost a životnost baterie.

Závěrem lze říci, že SWCNT hrají klíčovou roli v různých typech baterií. Jejich jedinečné vlastnosti umožňují zvýšenou vodivost, zlepšenou hustotu energie, zvýšenou strukturální stabilitu a efektivní tepelné řízení. S dalším pokrokem a výzkumem v nanotechnologii se očekává, že aplikace SWCNT v bateriích bude nadále růst, což povede ke zlepšení výkonu baterií a schopnostem ukládat energii.