Singlewandige koolstofnanobuisjes (SWCNT's)worden veel gebruikt in verschillende soorten batterijen. Hier zijn de batterijtypen waarin SWCNT's toepassing vinden:

1) Supercondensatoren:
SWCNT's dienen als ideale elektrodenmaterialen voor supercondensatoren vanwege hun hoge specifieke oppervlak en uitstekende geleidbaarheid. Ze maken snelle lading-ontslagpercentages mogelijk en vertonen uitstekende cyclusstabiliteit. Door SWCNT's op te nemen in geleidende polymeren of metaaloxiden, kunnen de energiedichtheid en vermogensdichtheid van supercondensatoren verder worden verbeterd.

2) Lithium-ionbatterijen:
Op het gebied van lithium-ionbatterijen kunnen SWCNT's worden gebruikt als geleidende additieven of elektrodematerialen. Bij gebruik als geleidende additieven verbeteren SWCNT's de geleidbaarheid van elektrodematerialen, waardoor de prestaties van de ladingontlading van de batterij worden verbeterd. Als elektrodematerialen zelf bieden SWCNT's extra lithium-ioninvoegingsplaatsen, wat leidt tot verhoogde capaciteit en verbeterde cyclusstabiliteit van de batterij.

3) Natriumbatterijen:
Natriumbatterijen hebben veel aandacht gekregen als alternatieven voor lithium-ionbatterijen, en SWCNT's bieden ook veelbelovende vooruitzichten in dit domein. Met hun hoge geleidbaarheid en structurele stabiliteit zijn SWCNT's een ideale keuze voor materialen van natrium-ionbatterij-elektroden.

4) Andere batterijtypen:
Naast de bovengenoemde toepassingen vertonen SWCNT's potentieel in andere batterijtypen zoals brandstofcellen en zinkluchtbatterijen. In brandstofcellen kunnen SWCNT's bijvoorbeeld dienen als katalysatorsteunen, waardoor de activiteit en stabiliteit van de katalysator wordt verbeterd.

Rol van SWCNT's in batterijen:

1) Geleidende additieven: SWCNT's, met hun hoge elektrische geleidbaarheid, kunnen worden toegevoegd als geleidende additieven aan solid-state elektrolyten, het verbeteren van hun geleidbaarheid en daarmee de prestaties van de batterij-ontslagverlening verbeteren.

2) Elektrode -materialen: SWCNT's kunnen dienen als substraten voor elektrodematerialen, waardoor actieve stoffen (zoals lithiummetaal, zwavel, silicium, enz.) Worden belast om de geleidbaarheid en structurele stabiliteit van de elektrode te verbeteren. Bovendien biedt het hoge specifieke oppervlak van SWCNT's actievere locaties, wat resulteert in een hogere energiedichtheid van de batterij.

3) Separatormaterialen: in vaste statenbatterijen kunnen SWCNT's worden gebruikt als separatormaterialen, die ionentransportkanalen aanbieden met behoud van een goede mechanische sterkte en chemische stabiliteit. De poreuze structuur van SWCNT's draagt ​​bij aan verbeterde iongeleidbaarheid in de batterij.

4) Composietmaterialen: SWCNT's kunnen worden samengesteld met elektrolytmaterialen met vaste toestand om samengestelde elektrolyten te vormen, waarbij de hoge geleidbaarheid van SWCNT's wordt gecombineerd met de veiligheid van elektrolyten in vaste toestand. Dergelijke samengestelde materialen dienen als ideale elektrolytmaterialen voor vaste statenbatterijen.

5) Versterkingsmaterialen: SWCNT's kunnen de mechanische eigenschappen van elektrolyten vaste toestand verbeteren, waardoor de structurele stabiliteit van de batterij tijdens ladingsontladingsprocessen wordt verbeterd en de afbraak van prestaties veroorzaakt door volumeveranderingen wordt verminderd.

6) Thermisch beheer: met hun uitstekende thermische geleidbaarheid kunnen SWCNT's worden gebruikt als thermische beheersmaterialen, waardoor effectieve warmtedissipatie tijdens de werking van de batterij wordt vergemakkelijkt, oververhitting wordt voorkomen en de veiligheid en levensduur van de batterij wordt verbeterd.

Concluderend spelen SWCNT's een cruciale rol in verschillende batterijtypen. Hun unieke eigenschappen maken verbeterde geleidbaarheid, verbeterde energiedichtheid, verbeterde structurele stabiliteit en effectief thermisch beheer mogelijk. Met verdere vooruitgang en onderzoek in nanotechnologie wordt verwacht dat de toepassing van SWCNT's in batterijen zal blijven groeien, wat leidt tot verbeterde batterijprestaties en energieopslagmogelijkheden.