Jednozidne ugljikove nanocjevčice (SWCNT)široko se koriste u raznim vrstama baterija. Evo vrsta baterija u kojima SWCNT -ovi pronalaze aplikaciju:

1) Supercapacitors:
SWCNT služe kao idealni materijali za elektrode za superkondenzatore zbog svoje visoke specifične površine i izvrsne vodljivosti. Omogućuju brze stope pražnjenja i pokazuju izvanrednu stabilnost ciklusa. Uključivanjem SWCNT -a u vodljive polimere ili metalne okside, gustoća energije i gustoća snage superkapacitora mogu se dodatno poboljšati.

2) Litij-ionske baterije:
U polju litij-ionskih baterija, SWCNT se mogu koristiti kao provodljivi aditivi ili materijali elektroda. Kada se koriste kao provodljivi aditivi, SWCNT pojačavaju vodljivost materijala za elektrode, poboljšavajući na taj način performanse pražnjenja punjenja baterije. Kao sami materijali elektroda, SWCNT pružaju dodatna mjesta umetanja litij-iona, što dovodi do povećanog kapaciteta i poboljšane stabilnosti ciklusa baterije.

3) Natrijev-ionske baterije:
Natrijevi-ionske baterije privukle su značajnu pažnju kao alternative litij-ionskim baterijama, a SWCNT nude i obećavajuće izglede u ovoj domeni. S njihovom visokom vodljivošću i strukturnom stabilnošću, SWCNT su idealan izbor za materijale natrijevog ionskog elektroda.

4) Ostale vrste baterija:
Uz gore spomenute aplikacije, SWCNT pokazuju potencijal u drugim vrstama baterija kao što su gorivne ćelije i baterije cink-zrak. Na primjer, u gorivnim ćelijama SWCNT mogu poslužiti kao nosači katalizatora, poboljšavajući aktivnost i stabilnost katalizatora.

Uloga SWCNT -a u baterijama:

1) Vodivi aditivi: SWCNT-ovi, s njihovom visokom električnom vodljivošću, mogu se dodati kao provodljivi aditivi u elektrolitike u čvrstom stanju, poboljšavajući njihovu vodljivost i na taj način poboljšavajući performanse baterije za uklanjanje punjenja.

2) Materijali elektroda: SWCNT mogu poslužiti kao supstrat za materijale elektroda, omogućujući opterećenje aktivnih tvari (poput litij metala, sumpora, silicija itd.) Da bi se poboljšala vodljivost i strukturna stabilnost elektrode. Nadalje, visoka specifična površina SWCNT -a pruža aktivnija mjesta, što rezultira većom gustoćom energije baterije.

3) Materijali za separatore: U čvrstim baterijama SWCNT se mogu koristiti kao materijali za separatore, nudeći ionske transportne kanale uz održavanje dobre mehaničke čvrstoće i kemijske stabilnosti. Porozna struktura SWCNT -a doprinosi poboljšanoj vodljivosti iona u bateriji.

4) Kompozitni materijali: SWCNT se mogu sastaviti s materijalima za elektrolit od čvrstog stanja kako bi se stvorili kompozitni elektroliti, kombinirajući visoku vodljivost SWCNT-a sa sigurnošću elektrolita čvrstog stanja. Takvi kompozitni materijali služe kao idealni elektrolitni materijali za čvrste baterije.

5) Ojačani materijali: SWCNT mogu poboljšati mehanička svojstva elektrolita čvrstog stanja, poboljšavajući strukturnu stabilnost baterije tijekom procesa pražnjenja punjenja i smanjujući degradaciju performansi uzrokovane promjenama volumena.

6) Toplinsko upravljanje: S njihovom izvrsnom toplinskom vodljivošću, SWCNT se mogu koristiti kao materijali za toplinsko upravljanje, olakšavajući učinkovito rasipanje topline tijekom rada baterije, sprječavajući pregrijavanje i poboljšanje sigurnosti baterije i životnog vijeka.

Zaključno, SWCNT igraju ključnu ulogu u raznim vrstama baterija. Njihova jedinstvena svojstva omogućuju poboljšanu vodljivost, poboljšanu gustoću energije, poboljšanu strukturnu stabilnost i učinkovito toplinsko upravljanje. S daljnjim napretkom i istraživanjima nanotehnologije, očekuje se da će primjena SWCNT -a u baterijama nastaviti rasti, što dovodi do poboljšanih mogućnosti performansi baterije i skladištenja energije.