ננו-צינוריות פחמן עם דופן אחת (SWCNT)נמצאים בשימוש נרחב בסוגים שונים של סוללות. להלן סוגי הסוללות שבהם SWCNTs מוצאים יישום:

1) קבלים על:
SWCNTs משמשים כחומרי אלקטרודה אידיאליים עבור קבלי-על בשל שטח הפנים הספציפי הגבוה שלהם והמוליכות המצוינת שלהם. הם מאפשרים קצבי טעינה-פריקה מהירים ומפגינים יציבות מחזורית יוצאת דופן. על ידי שילוב SWCNTs בפולימרים מוליכים או תחמוצות מתכת, ניתן לשפר עוד יותר את צפיפות האנרגיה וצפיפות ההספק של קבלי-על.

2) סוללות ליתיום-יון:
בתחום סוללות הליתיום-יון, ניתן להשתמש ב-SWCNT כתוספים מוליכים או חומרי אלקטרודה. כאשר משתמשים בהם כתוספים מוליכים, SWCNTs משפרים את המוליכות של חומרי האלקטרודות, ובכך משפרים את ביצועי הטעינה והפריקה של הסוללה. כחומרי אלקטרודה עצמם, SWCNTs מספקים אתרים נוספים להחדרת ליתיום-יון, מה שמוביל לקיבולת מוגברת ויציבות מחזור משופרת של הסוללה.

3) סוללות נתרן-יון:
סוללות נתרן-יון זכו לתשומת לב רבה כחלופות לסוללות ליתיום-יון, ו-SWCNTs מציעות פוטנציאל מבטיח גם בתחום זה. עם המוליכות הגבוהה והיציבות המבנית שלהם, SWCNTs הם בחירה אידיאלית עבור חומרי אלקטרודה של סוללת נתרן-יון.

4) סוגי סוללה אחרים:
בנוסף ליישומים שהוזכרו לעיל, SWCNTs מראים פוטנציאל בסוגי סוללות אחרים כגון תאי דלק וסוללות אבץ-אוויר. לדוגמה, בתאי דלק, SWCNTs יכולים לשמש כתמיכת זרז, ולשפר את הפעילות והיציבות של הזרז.

תפקידם של SWCNTs בסוללות:

1) תוספים מוליכים: SWCNTs, עם המוליכות החשמלית הגבוהה שלהם, ניתן להוסיף כתוספים מוליכים לאלקטרוליטים במצב מוצק, לשפר את המוליכות שלהם ובכך לשפר את ביצועי טעינה-פריקה של הסוללה.

2) חומרי אלקטרודה: SWCNTs יכולים לשמש כמצעים לחומרי אלקטרודה, המאפשרים העמסת חומרים פעילים (כגון מתכת ליתיום, גופרית, סיליקון וכו') כדי לשפר את המוליכות והיציבות המבנית של האלקטרודה. יתר על כן, שטח הפנים הספציפי הגבוה של SWCNTs מספק אתרים פעילים יותר, וכתוצאה מכך צפיפות אנרגיה גבוהה יותר של הסוללה.

3) חומרים מפרידים: בסוללות במצב מוצק, ניתן להשתמש ב-SWCNT כחומרי הפרדה, המציעים תעלות הובלת יונים תוך שמירה על חוזק מכני טוב ויציבות כימית. המבנה הנקבובי של SWCNTs תורם לשיפור מוליכות היונים בסוללה.

4) חומרים מרוכבים: ניתן לחבר SWCNTs עם חומרים אלקטרוליטים במצב מוצק ליצירת אלקטרוליטים מרוכבים, המשלבים את המוליכות הגבוהה של SWCNTs עם הבטיחות של אלקטרוליטים במצב מוצק. חומרים מרוכבים כאלה משמשים כחומרי אלקטרוליט אידיאליים עבור סוללות במצב מוצק.

5) חומרי חיזוק: SWCNTs יכולים לשפר את המאפיינים המכניים של אלקטרוליטים במצב מוצק, לשפר את היציבות המבנית של הסוללה במהלך תהליכי פריקת טעינה ולהפחית ירידה בביצועים הנגרמת על ידי שינויים בנפח.

6) ניהול תרמי: עם המוליכות התרמית המצוינת שלהם, ניתן להשתמש ב-SWCNT כחומרי ניהול תרמיים, מה שמקל על פיזור חום יעיל במהלך פעולת הסוללה, מונע התחממות יתר ושיפור בטיחות הסוללה ותוחלת החיים.

לסיכום, SWCNTs ממלאים תפקיד מכריע בסוגי סוללות שונים. התכונות הייחודיות שלהם מאפשרות מוליכות מוגברת, צפיפות אנרגיה משופרת, יציבות מבנית משופרת וניהול תרמי יעיל. עם התקדמות נוספת ומחקר בננוטכנולוגיה, היישום של SWCNTs בסוללות צפוי להמשיך לגדול, מה שיוביל לשיפור ביצועי הסוללה ויכולות אחסון אנרגיה.