Jednościenne nanorurki węglowe (SWCNT)są szeroko stosowane w różnych rodzajach baterii. Oto typy baterii, w których SWCNT znajdują aplikację:

1) Superkapacitorzy:
SWCNT służą jako idealne materiały elektrodowe dla superkondensatorów ze względu na ich wysoką powierzchnię właściwą i doskonałą przewodność. Umożliwiają szybkie wskaźniki rozładowywania ładowania i wykazują zaległą stabilność cyklu. Dzięki włączeniu SWCNT do przewodzących polimerów lub tlenków metali, gęstość energii i gęstość mocy superkondensatorów można dodatkowo poprawić.

2) Baterie litowo-jonowe:
W dziedzinie akumulatorów litowo-jonowych SWCNT mogą być stosowane jako dodatki przewodzące lub materiały elektrodowe. W przypadku dodatków przewodzących, SWCNT zwiększają przewodność materiałów elektrodowych, poprawiając w ten sposób wydajność ładowania akumulatora. Jak same materiały elektrody SWCNT zapewniają dodatkowe miejsca wstawienia litowo-jonowego, co prowadzi do zwiększonej pojemności i zwiększonej stabilności cyklu akumulatora.

3) Akumulatory sodu:
Akumulatory sodowo-jonowe zyskały znaczną uwagę jako alternatywy dla akumulatorów litowo-jonowych, a SWCNT oferują obiecujące perspektywy w tej dziedzinie. Dzięki ich wysokiej przewodności i stabilności strukturalnej SWCNT są idealnym wyborem do materiałów elektrod akumulatorowych sodu.

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

Rola SWCNT w bateriach:

1) Dodatki przewodzące: SWCNT, z ich wysoką przewodnością elektryczną, można dodać jako dodatki przewodzące do elektrolitów w stanie stałym, poprawiając ich przewodność, a tym samym zwiększając wydajność ładowania akumulatora.

2) Materiały elektrody: SWCNT mogą służyć jako substraty dla materiałów elektrodowych, umożliwiając obciążenie substancji czynnych (takich jak metal litowy, siarka, silikon itp.) W celu poprawy przewodności i stabilności strukturalnej elektrody. Ponadto wysoka powierzchnia właściwej powierzchni SWCNT zapewnia bardziej aktywne miejsca, co powoduje większą gęstość energii baterii.

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

4) Materiały kompozytowe: SWCNT można skompobować za pomocą materiałów elektrolitów w stanie stałym w celu utworzenia elektrolitów kompozytowych, łącząc wysoką przewodność SWCNT z bezpieczeństwem elektrolitów w stanie stałym. Takie materiały kompozytowe służą jako idealne materiały elektrolitowe dla baterii solidnych.

5) Materiały wzmacniające: SWCNT mogą zwiększyć właściwości mechaniczne elektrolitów w stanie stałym, poprawiając stabilność strukturalną akumulatora podczas procesów odprowadzania ładowania i zmniejszając degradację wydajności spowodowaną zmianami objętości.

6) Zarządzanie termicznie: Dzięki doskonałej przewodności cieplnej SWCNT mogą być stosowane jako materiały do ​​zarządzania termicznego, ułatwiając skuteczne rozpraszanie ciepła podczas pracy akumulatora, zapobiegając przegrzaniu oraz poprawie bezpieczeństwa baterii i żywotności.

Podsumowując, SWCNT odgrywają kluczową rolę w różnych typach baterii. Ich unikalne właściwości umożliwiają zwiększoną przewodność, lepszą gęstość energii, zwiększoną stabilność strukturalną i skuteczne zarządzanie ciepłem. W przypadku dalszych postępów i badań w dziedzinie nanotechnologii oczekuje się, że zastosowanie SWCNT w akumulatorach będzie nadal rosły, co prowadzi do poprawy wydajności baterii i możliwości magazynowania energii.