Jednościenne nanorurki węglowe (SWCNT)są szeroko stosowane w różnych typach akumulatorów. Oto typy baterii, w których SWCNT znajdują zastosowanie:

1) Superkondensatory:
SWCNT służą jako idealne materiały na elektrody do superkondensatorów ze względu na ich dużą powierzchnię właściwą i doskonałą przewodność. Umożliwiają szybkie tempo ładowania i rozładowania i wykazują wyjątkową stabilność cyklu. Dzięki włączeniu SWCNT do przewodzących polimerów lub tlenków metali można jeszcze bardziej poprawić gęstość energii i moc superkondensatorów.

2) Baterie litowo-jonowe:
W dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych SWCNT można stosować jako dodatki przewodzące lub materiały elektrodowe. Stosowane jako dodatki przewodzące SWCNT zwiększają przewodność materiałów elektrod, poprawiając w ten sposób wydajność ładowania i rozładowania akumulatora. Jako materiały elektrodowe, SWCNT zapewniają dodatkowe miejsca włożenia litowo-jonowego, co prowadzi do zwiększonej pojemności i zwiększonej stabilności cyklu akumulatora.

3) Baterie sodowo-jonowe:
Akumulatory sodowo-jonowe cieszą się dużym zainteresowaniem jako alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych, a SWCNT oferują obiecujące perspektywy również w tej dziedzinie. Dzięki wysokiej przewodności i stabilności strukturalnej SWCNT są idealnym wyborem dla materiałów elektrod do akumulatorów sodowo-jonowych.

4) Inne typy baterii:
Oprócz wyżej wymienionych zastosowań SWCNT wykazują potencjał w innych typach akumulatorów, takich jak ogniwa paliwowe i akumulatory cynkowo-powietrzne. Na przykład w ogniwach paliwowych SWCNT mogą służyć jako nośniki katalizatora, zwiększając aktywność i stabilność katalizatora.

Rola SWCNT w bateriach:

1) Dodatki przewodzące: SWCNT, dzięki ich wysokiej przewodności elektrycznej, można dodawać jako dodatki przewodzące do elektrolitów w stanie stałym, poprawiając ich przewodność, a tym samym poprawiając wydajność ładowania i rozładowania akumulatora.

2) Materiały elektrod: SWCNT mogą służyć jako podłoża dla materiałów elektrod, umożliwiając ładowanie substancji aktywnych (takich jak lit metaliczny, siarka, krzem itp.) w celu poprawy przewodności i stabilności strukturalnej elektrody. Co więcej, duża powierzchnia właściwa SWCNT zapewnia więcej miejsc aktywnych, co skutkuje większą gęstością energii akumulatora.

3) Materiały separacyjne: W bateriach półprzewodnikowych SWCNT można stosować jako materiały separacyjne, oferując kanały transportu jonów przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wytrzymałości mechanicznej i stabilności chemicznej. Porowata struktura SWCNT przyczynia się do poprawy przewodności jonowej w akumulatorze.

4) Materiały kompozytowe: SWCNT można łączyć z materiałami elektrolitów w stanie stałym, tworząc elektrolity kompozytowe, łącząc wysoką przewodność SWCNT z bezpieczeństwem elektrolitów w stanie stałym. Takie materiały kompozytowe służą jako idealne materiały elektrolitowe do akumulatorów półprzewodnikowych.

5) Materiały wzmacniające: SWCNT mogą poprawiać właściwości mechaniczne elektrolitów w stanie stałym, poprawiając stabilność strukturalną akumulatora podczas procesów ładowania i rozładowywania oraz zmniejszając pogorszenie wydajności spowodowane zmianami objętości.

6) Zarządzanie ciepłem: Dzięki doskonałej przewodności cieplnej SWCNT można stosować jako materiały zarządzające ciepłem, ułatwiając efektywne odprowadzanie ciepła podczas pracy akumulatora, zapobiegając przegrzaniu oraz poprawiając bezpieczeństwo i żywotność akumulatora.

Podsumowując, SWCNT odgrywają kluczową rolę w różnych typach akumulatorów. Ich unikalne właściwości umożliwiają lepszą przewodność, lepszą gęstość energii, zwiększoną stabilność strukturalną i skuteczne zarządzanie ciepłem. Oczekuje się, że wraz z dalszym postępem i badaniami w nanotechnologii zastosowanie SWCNT w akumulatorach będzie nadal rosło, co doprowadzi do poprawy wydajności akumulatorów i możliwości magazynowania energii.