Jedno stěny uhlíkových nanotrubic (SWCNT)se široce používají v různých typech baterií. Zde jsou typy baterií, ve kterých SWCNT najdou aplikaci:

1) Superkapacitory:
SWCNT slouží jako ideální elektrodové materiály pro superkondenzátory kvůli jejich vysoké specifické povrchové ploše a vynikající vodivosti. Umožňují rychlé míry vybírání náboje a vykazují nesplacenou 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 vodivých přísad zvyšují SWCNT vodivost elektrodových materiálů, čímž se zlepšuje výkon vybírání baterie. Jako samotné elektrodové materiály poskytují SWCNT další místa vložení lithium-iontů, což vede ke zvýšené kapacitě a zvýšené stabilitě cyklu baterie.

3) Baterie sodíku-iontu:
Baterie sodíku-iontu získaly značnou pozornost jako alternativy k lithium-iontovým bateriím a SWCNT nabízejí slibné vyhlídky v této doméně. S jejich vysokou vodivostí a strukturální stabilitou jsou SWCNT ideální volbou pro materiály elektrod sodíku-iontových baterií.

4) Další typy baterií:
Kromě výše uvedených aplikací vykazují SWCNT potenciál v jiných typech baterií, jako jsou palivové články a baterie zinku. Například v palivových článcích mohou SWCNT sloužit jako podpora katalyzátoru, zvyšování aktivity a stability katalyzátoru.

Role SWCNT v bateriích:

1) Vodivé přísady: SWCNT s vysokou elektrickou vodivostí lze přidat jako vodivé přísady k elektrolytu v pevném stavu, zlepšit jejich vodivost a tím posílit výkon pronásledování baterie.

2) Elektrodové materiály: SWCNT mohou sloužit jako substráty pro elektrodové materiály, což umožňuje nakládání účinných látek (jako je lithium kov, síra, křemík atd.) Pro zlepšení vodivosti a strukturální stability elektrody. Navíc vysoká specifická povrchová plocha SWCNT poskytuje aktivnější místa, což má za následek vyšší hustotu energie baterie.

3) Separátorové materiály: V bateriích s pevným stavem lze SWCNT používat jako separátorové materiály, které nabízejí iontové transportní kanály při zachování dobré mechanické pevnosti a chemické stability. Porézní struktura SWCNT přispívá ke zlepšené iontové vodivosti v baterii.

4) Kompozitní materiály: SWCNT mohou být složeny s elektrolytovými materiály v pevném stavu za vzniku kompozitních elektrolytů a kombinující vysokou vodivost SWCNT s bezpečností elektrolytů v pevném stavu. Takové kompozitní materiály slouží jako ideální elektrolytové materiály pro baterie v pevném stavu.

5) Posílení materiálů: SWCNT mohou zlepšit mechanické vlastnosti elektrolytů v pevném stavu, zlepšit strukturální stabilitu baterie během procesů pronásledování náboje a snižovat zhoršování výkonu způsobené změnami objemu.

6) Tepelná správa: S jejich vynikající tepelnou vodivostí lze SWCNT používat jako tepelné řízení materiálů, usnadnit efektivní rozptyl tepla během provozu baterie, zabránit přehřátí a zlepšování bezpečnosti a životnosti 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. Očekává se, že s dalším pokrokem a výzkumem v nanotechnologiích bude aplikace SWCNT v bateriích nadále růst, což povede ke zlepšení výkonnosti baterie a skladování energie.