Nanotubos de carbono de parede única (SWCNTs)são amplamente utilizados em vários tipos de baterias. Aqui estão os tipos de bateria nos quais os SWCNTs encontram aplicação:

1) Supercapacitores:
SWCNTs servem como materiais de eletrodo ideais para supercapacitores devido à sua alta área superficial específica e excelente condutividade. Eles permitem taxas rápidas de carga e descarga e apresentam excelente estabilidade de ciclo. Ao incorporar SWCNTs em polímeros condutores ou óxidos metálicos, a densidade de energia e a densidade de potência dos supercapacitores podem ser melhoradas ainda mais.

2) Baterias de íon de lítio:
No campo das baterias de íon-lítio, os SWCNTs podem ser usados ​​como aditivos condutores ou materiais de eletrodo. Quando usados ​​como aditivos condutores, os SWCNTs melhoram a condutividade dos materiais dos eletrodos, melhorando assim o desempenho de carga e descarga da bateria. Como materiais de eletrodo, os SWCNTs fornecem locais adicionais de inserção de íons de lítio, levando a maior capacidade e maior estabilidade do ciclo da bateria.

3) Baterias de íon de sódio:
As baterias de íon de sódio ganharam atenção considerável como alternativas às baterias de íon de lítio, e os SWCNTs também oferecem perspectivas promissoras neste domínio. Com sua alta condutividade e estabilidade estrutural, os SWCNTs são a escolha ideal para materiais de eletrodos de baterias de íons de sódio.

4) Outros tipos de bateria:
Além das aplicações mencionadas acima, os SWCNTs apresentam potencial em outros tipos de baterias, como células de combustível e baterias de zinco-ar. Por exemplo, em células de combustível, os SWCNTs podem servir como suportes de catalisador, aumentando a atividade e a estabilidade do catalisador.

Papel dos SWCNTs nas baterias:

1) Aditivos Condutivos: SWCNTs, com sua alta condutividade elétrica, podem ser adicionados como aditivos condutores a eletrólitos de estado sólido, melhorando sua condutividade e melhorando assim o desempenho de carga-descarga da bateria.

2) Materiais de eletrodo: SWCNTs podem servir como substratos para materiais de eletrodo, permitindo o carregamento de substâncias ativas (como lítio metálico, enxofre, silício, etc.) para melhorar a condutividade e a estabilidade estrutural do eletrodo. Além disso, a alta área superficial específica dos SWCNTs fornece locais mais ativos, resultando em maior densidade de energia da bateria.

3) Materiais Separadores: Em baterias de estado sólido, os SWCNTs podem ser empregados como materiais separadores, oferecendo canais de transporte de íons, mantendo boa resistência mecânica e estabilidade química. A estrutura porosa dos SWCNTs contribui para melhorar a condutividade iônica na bateria.

4) Materiais Compósitos: SWCNTs podem ser compostos com materiais eletrolíticos de estado sólido para formar eletrólitos compostos, combinando a alta condutividade dos SWCNTs com a segurança dos eletrólitos de estado sólido. Esses materiais compósitos servem como materiais eletrolíticos ideais para baterias de estado sólido.

5) Materiais de reforço: SWCNTs podem melhorar as propriedades mecânicas dos eletrólitos de estado sólido, melhorando a estabilidade estrutural da bateria durante os processos de carga-descarga e reduzindo a degradação do desempenho causada por mudanças de volume.

6) Gerenciamento térmico: Com sua excelente condutividade térmica, os SWCNTs podem ser empregados como materiais de gerenciamento térmico, facilitando a dissipação efetiva de calor durante a operação da bateria, evitando o superaquecimento e melhorando a segurança e a vida útil da bateria.

Concluindo, os SWCNTs desempenham um papel crucial em vários tipos de baterias. Suas propriedades exclusivas permitem maior condutividade, melhor densidade de energia, maior estabilidade estrutural e gerenciamento térmico eficaz. Com mais avanços e pesquisas em nanotecnologia, espera-se que a aplicação de SWCNTs em baterias continue a crescer, levando a um melhor desempenho da bateria e à capacidade de armazenamento de energia.