Οι νανοσωλήνες άνθρακα με διπλά τοιχώματα είναι κοίλοι νανοσωλήνες χωρίς συγκόλληση που σχηματίζονται από το τύλιγμα δύο στρωμάτων φύλλων γραφενίου.Η δομή του είναι μεταξύ νανοσωλήνων άνθρακα μονού και πολλαπλών τοιχωμάτων και έχει τις περισσότερες ιδιότητές τους.

Το DWNT μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας αερίου, ως ευαίσθητο υλικό για την ανίχνευση αερίων όπως H2, NH3, NO2 ή O2 κ.λπ., που χρησιμοποιούνται σε απαιτητικές τεχνικές εφαρμογές, όπως οθόνες εκπομπών πεδίου και φωτοβολταϊκές συσκευές.

Λόγω της υψηλότερης ηλεκτρονικής αγωγιμότητας, οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να λειτουργήσουν ως αγώγιμος παράγοντας στις μπαταρίες λιθίου, κάτι που ισοδυναμεί με το ρόλο των «αγωγών» στο αγώγιμο δίκτυο των μπαταριών λιθίου.Η ικανότητα αποθήκευσης άνθρακα των νανοσωλήνων άνθρακα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των παραδοσιακών υλικών άνθρακα όπως ο φυσικός γραφίτης, ο τεχνητός γραφίτης και ο άμορφος άνθρακας.Επομένως, η χρήση νανοσωλήνων άνθρακα ως αγώγιμου παράγοντα για τις μπαταρίες λιθίου μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη χωρητικότητα και τη διάρκεια ζωής των μπαταριών λιθίου., Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν ένα ηλεκτρικό αποτέλεσμα διπλής στρώσης, το οποίο συμβάλλει στη βελτίωση της απόδοσης φόρτισης και εκφόρτισης μεγάλου ρυθμού της μπαταρίας.Ταυτόχρονα, η ποσότητα των νανοσωλήνων άνθρακα που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες λιθίου είναι μικρή, γεγονός που μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε αγώγιμους παράγοντες στις μπαταρίες λιθίου.Η καλή θερμική του αγωγιμότητα ευνοεί επίσης την απαγωγή θερμότητας κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση της μπαταρίας.