Nanotube karbon berdinding tunggal (SWCNT)banyak digunakan dalam berbagai jenis baterai. Berikut adalah jenis baterai di mana SWCNT menemukan aplikasi:

1) Superkapasitor:
SWCNT berfungsi sebagai bahan elektroda yang ideal untuk superkapasitor karena luas permukaan spesifiknya yang tinggi dan konduktivitas yang sangat baik. Mereka memungkinkan tingkat pengisian biaya yang cepat dan menunjukkan stabilitas siklus yang luar biasa. Dengan memasukkan SWCNT ke dalam polimer konduktif atau oksida logam, kepadatan energi dan kepadatan daya superkapasitor dapat ditingkatkan lebih lanjut.

2) Baterai lithium-ion:
Di bidang baterai lithium-ion, SWCNT dapat digunakan sebagai aditif konduktif atau bahan elektroda. Ketika digunakan sebagai aditif konduktif, SWCNT meningkatkan konduktivitas bahan elektroda, sehingga meningkatkan kinerja pengisian daya baterai. Sebagai bahan elektroda itu sendiri, SWCNT menyediakan lokasi penyisipan lithium-ion tambahan, yang mengarah pada peningkatan kapasitas dan peningkatan stabilitas siklus baterai.

3) Baterai Sodium-Ion:
Baterai natrium-ion telah mendapatkan perhatian yang cukup besar sebagai alternatif untuk baterai lithium-ion, dan SWCNT menawarkan prospek yang menjanjikan dalam domain ini juga. Dengan konduktivitas tinggi dan stabilitas struktural, SWCNT adalah pilihan ideal untuk bahan elektroda baterai natrium-ion.

4) Jenis baterai lainnya:
Selain aplikasi yang disebutkan di atas, SWCNT menunjukkan potensi pada jenis baterai lainnya seperti sel bahan bakar dan baterai seng-udara. Misalnya, dalam sel bahan bakar, SWCNT dapat berfungsi sebagai dukungan katalis, meningkatkan aktivitas dan stabilitas katalis.

Peran SWCNT dalam baterai:

1) Aditif konduktif: SWCNT, dengan konduktivitas listrik yang tinggi, dapat ditambahkan sebagai aditif konduktif ke elektrolit solid-state, meningkatkan konduktivitas mereka dan dengan demikian meningkatkan kinerja pengisian daya baterai.

2) Bahan elektroda: SWCNT dapat berfungsi sebagai substrat untuk bahan elektroda, memungkinkan pemuatan zat aktif (seperti logam lithium, sulfur, silikon, dll.) Untuk meningkatkan konduktivitas dan stabilitas struktural elektroda. Selain itu, luas permukaan spesifik SWCNTs menyediakan situs yang lebih aktif, menghasilkan kepadatan energi baterai yang lebih tinggi.

3) Bahan Pemisah: Dalam baterai solid-state, SWCNT dapat digunakan sebagai bahan pemisah, menawarkan saluran transportasi ion sambil mempertahankan kekuatan mekanik yang baik dan stabilitas kimia. Struktur berpori SWCNT berkontribusi pada peningkatan konduktivitas ion dalam baterai.

4) Bahan Komposit: SWCNT dapat dikomposit dengan bahan elektrolit solid-state untuk membentuk elektrolit komposit, menggabungkan konduktivitas tinggi SWCNT dengan keamanan elektrolit solid-state. Bahan gabungan seperti itu berfungsi sebagai bahan elektrolit yang ideal untuk baterai solid-state.

5) Bahan Penguatan: SWCNT dapat meningkatkan sifat mekanik elektrolit solid-state, meningkatkan stabilitas struktural baterai selama proses pengisian daya dan mengurangi degradasi kinerja yang disebabkan oleh perubahan volume.

6) Manajemen Termal: Dengan konduktivitas termal yang sangat baik, SWCNT dapat digunakan sebagai bahan manajemen termal, memfasilitasi disipasi panas yang efektif selama operasi baterai, mencegah panas berlebih, dan meningkatkan keselamatan baterai dan umur.

Sebagai kesimpulan, SWCNT memainkan peran penting dalam berbagai jenis baterai. Sifat unik mereka memungkinkan peningkatan konduktivitas, peningkatan kepadatan energi, peningkatan stabilitas struktural, dan manajemen termal yang efektif. Dengan kemajuan dan penelitian lebih lanjut dalam nanoteknologi, penerapan SWCNT dalam baterai diperkirakan akan terus tumbuh, yang mengarah pada peningkatan kinerja baterai dan kemampuan penyimpanan energi.