Enkeltveggede karbon nanorør (SWCNTs)er mye brukt i forskjellige typer batterier. Her er batteritypene som SWCNT -er finner applikasjon:

1) Supercapacitors:
SWCNT -er fungerer som ideelle elektrodematerialer for superkapslinger på grunn av deres høye spesifikke overflateareal og utmerket konduktivitet. De muliggjør raske ladningsutladningssatser og viser enestående syklusstabilitet. Ved å inkorporere SWCNT -er i ledende polymerer eller metalloksider, kan energitettheten og krafttettheten til superkapasitorer forbedres ytterligere.

2) Litium-ion-batterier:
I feltet litium-ion-batterier kan SWCNT-er brukes som ledende tilsetningsstoffer eller elektrodematerialer. Når de brukes som ledende tilsetningsstoffer, forbedrer SWCNTs konduktiviteten til elektrodematerialer, og forbedrer dermed batteriets ladningsutladningsytelse. Som elektrodematerialer selv gir SWCNTs ytterligere litium-ion-innsettingssteder, noe som fører til økt kapasitet og forbedret syklusstabilitet i batteriet.

3) Natrium-ion-batterier:
Natrium-ion-batterier har fått betydelig oppmerksomhet som alternativer til litium-ion-batterier, og SWCNT-er tilbyr lovende utsikter også i dette domenet. Med deres høye konduktivitet og strukturelle stabilitet er SWCNTs et ideelt valg for natrium-ion-batterilektrodematerialer.

4) Andre batterityper:
I tillegg til de nevnte applikasjonene, viser SWCNTs potensial i andre batterityper som brenselceller og sink-luftbatterier. For eksempel i brenselceller kan SWCNTs tjene som katalysatorstøtter, noe som forbedrer aktiviteten og stabiliteten til katalysatoren.

Rollen til SWCNTs i batterier:

1) Ledende tilsetningsstoffer: SWCNT-er, med deres høye elektriske ledningsevne, kan tilsettes som ledende tilsetningsstoffer til faststoffelektrolytter, forbedrer ledningsevnen og dermed forbedrer ytelsen til ladningsutladning.

2) Elektrodematerialer: SWCNT -er kan tjene som underlag for elektrodematerialer, noe som muliggjør belastning av aktive stoffer (for eksempel litiummetall, svovel, silisium, etc.) for å forbedre konduktiviteten og strukturen stabiliteten til elektroden. Dessuten gir det høye spesifikke overflatearealet til SWCNTs mer aktive steder, noe som resulterer i batteriets høyere energitetthet.

3) Separatormaterialer: I faststoffbatterier kan SWCNT-er brukes som separatormaterialer, og tilbyr ionetransportkanaler samtidig som den opprettholder god mekanisk styrke og kjemisk stabilitet. Den porøse strukturen til SWCNT -er bidrar til forbedret ionekonduktivitet i batteriet.

4) Komposittmaterialer: SWCNT-er kan komponeres med faststoffelektrolyttmaterialer for å danne komposittelektrolytter, og kombinerer den høye ledningsevnen til SWCNTs med sikkerheten til faststoffelektrolytter. Slike sammensatte materialer fungerer som ideelle elektrolyttmaterialer for faststoffbatterier.

5) Forsterkningsmaterialer: SWCNT-er kan forbedre de mekaniske egenskapene til faststoffelektrolytter, forbedre den strukturelle stabiliteten til batteriet under ladningsutladningsprosesser og redusere ytelsesnedbrytning forårsaket av volumendringer.

6) Termisk styring: Med sin utmerkede termiske ledningsevne kan SWCNT -er brukes som termisk styringsmaterialer, lette effektiv varmeavledning under batteridrift, forhindre overoppheting og forbedre batterisikkerheten og levetiden.

Avslutningsvis spiller SWCNTs en avgjørende rolle i forskjellige batterityper. Deres unike egenskaper muliggjør forbedret konduktivitet, forbedret energitetthet, forbedret strukturell stabilitet og effektiv termisk styring. Med ytterligere fremskritt og forskning innen nanoteknologi, forventes anvendelsen av SWCNTs i batterier å fortsette å vokse, noe som fører til forbedret batteriets ytelse og energilagringsmuligheter.