ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (SWCNT)ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის ბატარეებში. აქ არის ბატარეის ტიპები, რომლებშიც SWCNT პოულობენ აპლიკაციას:

1) სუპერკონდენსატორები:
SWCNTs ემსახურება როგორც სუპერკონდენსატორების ელექტროდების იდეალურ მასალებს მათი მაღალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობისა და შესანიშნავი გამტარობის გამო. ისინი იძლევიან სწრაფ დატენვის სიხშირეს და აჩვენებენ ციკლის გამორჩეულ სტაბილურობას. SWCNT-ების ჩართვის გამტარ პოლიმერებში ან ლითონის ოქსიდებში, სუპერკონდენსატორების ენერგიის სიმკვრივე და სიმძლავრე შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს.

2) ლითიუმ-იონური ბატარეები:
ლითიუმ-იონური ბატარეების სფეროში SWCNT შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამტარ დანამატები ან ელექტროდი მასალები. გამტარ დანამატებად გამოყენებისას, SWCNT აძლიერებს ელექტროდის მასალების გამტარობას, რითაც აუმჯობესებს ბატარეის დამუხტვა-დამუხტვას. როგორც თავად ელექტროდის მასალები, SWCNT-ები უზრუნველყოფენ ლითიუმ-იონის ჩასმის დამატებით ადგილებს, რაც იწვევს ბატარეის ტევადობის გაზრდას და გაძლიერებულ ციკლის სტაბილურობას.

3) ნატრიუმ-იონის ბატარეები:
ნატრიუმ-იონურ ბატარეებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო, როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეების ალტერნატივა, და SWCNT-ები პერსპექტიულ პერსპექტივებს გვთავაზობენ ამ სფეროშიც. მათი მაღალი გამტარობითა და სტრუქტურული სტაბილურობით, SWCNTs იდეალური არჩევანია ნატრიუმ-იონური ბატარეის ელექტროდის მასალებისთვის.

4) ბატარეის სხვა ტიპები:
ზემოაღნიშნული აპლიკაციების გარდა, SWCNT-ები აჩვენებენ პოტენციალს სხვა ტიპის ბატარეებში, როგორიცაა საწვავის უჯრედები და თუთია-ჰაერის ბატარეები. მაგალითად, საწვავის უჯრედებში, SWCNT შეიძლება იყოს კატალიზატორის საყრდენი, რაც აძლიერებს კატალიზატორის აქტივობას და სტაბილურობას.

SWCNT-ების როლი ბატარეებში:

1) გამტარი დანამატები: SWCNT, მათი მაღალი ელექტრული გამტარობით, შეიძლება დაემატოს გამტარ დანამატებს მყარ მდგომარეობაში ელექტროლიტებს, აუმჯობესებს მათ გამტარობას და ამით აძლიერებს ბატარეის დამუხტვა-დამუხტვას.

2) ელექტროდის მასალები: SWCNT შეიძლება იყოს ელექტროდის მასალების სუბსტრატები, რაც საშუალებას აძლევს ჩაიტვირთოს აქტიური ნივთიერებები (როგორიცაა მეტალი ლითიუმი, გოგირდი, სილიციუმი და ა.შ.) ელექტროდის გამტარობისა და სტრუქტურული სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. უფრო მეტიც, SWCNT-ების მაღალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობი უზრუნველყოფს უფრო აქტიურ ადგილს, რაც იწვევს ბატარეის უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივეს.

3) გამყოფი მასალები: მყარი მდგომარეობის ბატარეებში, SWCNTs შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამყოფი მასალები, გვთავაზობენ იონის ტრანსპორტირების არხებს კარგი მექანიკური სიძლიერის და ქიმიური სტაბილურობის შენარჩუნებისას. SWCNT-ების ფოროვანი სტრუქტურა ხელს უწყობს ბატარეის იონის გამტარობის გაუმჯობესებას.

4) კომპოზიტური მასალები: SWCNT შეიძლება შედგებოდეს მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტური მასალებით, რათა შეიქმნას კომპოზიტური ელექტროლიტები, რომლებიც აერთიანებს SWCNT-ების მაღალ გამტარობას მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტების უსაფრთხოებასთან. ასეთი კომპოზიციური მასალები იდეალური ელექტროლიტური მასალებია მყარი მდგომარეობის ბატარეებისთვის.

5) გამაგრების მასალები: SWCNT-ებს შეუძლიათ გააძლიერონ მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტების მექანიკური თვისებები, გააუმჯობესონ ბატარეის სტრუქტურული სტაბილურობა დატენვა-გამონადენი პროცესების დროს და შეამცირონ შესრულების დეგრადაცია, რომელიც გამოწვეულია მოცულობის ცვლილებებით.

6) თერმული მენეჯმენტი: მათი შესანიშნავი თბოგამტარობით, SWCNT შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც თერმული მართვის მასალა, რაც ხელს უწყობს სითბოს ეფექტურ გაფრქვევას ბატარეის მუშაობის დროს, თავიდან აიცილებს გადახურებას და აუმჯობესებს ბატარეის უსაფრთხოებას და სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

დასასრულს, SWCNT-ები გადამწყვეტ როლს თამაშობენ სხვადასხვა ტიპის ბატარეებში. მათი უნიკალური თვისებები საშუალებას იძლევა გაუმჯობესებული გამტარობა, გაუმჯობესებული ენერგიის სიმკვრივე, გაძლიერებული სტრუქტურული სტაბილურობა და ეფექტური თერმული მართვა. ნანოტექნოლოგიაში შემდგომი მიღწევებითა და კვლევებით, SWCNT-ების გამოყენება ბატარეებში, სავარაუდოდ, გაგრძელდება, რაც გამოიწვევს ბატარეის მუშაობის გაუმჯობესებას და ენერგიის შენახვის შესაძლებლობებს.