Nanotuburi de carbon cu un singur perete (SWCNTS)sunt utilizate pe scară largă în diferite tipuri de baterii. Iată tipurile de baterii în care SWCNTS găsesc aplicație:

1) supercapacitoare:
SWCNT -urile servesc ca materiale de electrod ideale pentru supercapacitoare datorită suprafeței lor specifice ridicate și a conductivității excelente. Acestea permit rate rapide de descărcare de încărcare și prezintă o stabilitate a ciclului restant. Prin încorporarea SWCNT -urilor în polimeri conductori sau oxizi metalici, densitatea energetică și densitatea puterii supercapacitoarelor pot fi îmbunătățite în continuare.

2) baterii cu ioni cu litiu:
În domeniul bateriilor cu litiu-ion, SWCNT-urile pot fi utilizate ca aditivi conductori sau materiale cu electrozi. Atunci când sunt utilizate ca aditivi conductivi, SWCNT-urile îmbunătățesc conductivitatea materialelor cu electrozi, îmbunătățind astfel performanțele de încărcare a bateriei. Ca materiale cu electrozi în sine, SWCNT-urile oferă site-uri suplimentare de inserție de ioni de litiu, ceea ce duce la creșterea capacității și a stabilității ciclului sporit a bateriei.

3) baterii cu ioni de sodiu:
Bateriile cu ioni de sodiu au obținut o atenție considerabilă ca alternative la bateriile cu ioni de litiu, iar SWCNT-urile oferă și perspective promițătoare în acest domeniu. Cu conductivitatea lor ridicată și stabilitatea structurală, SWCNT-urile sunt o alegere ideală pentru materialele cu electrod cu baterii cu sodiu-ion.

4) Alte tipuri de baterii:
În plus față de aplicațiile menționate anterior, SWCNT-urile arată potențial în alte tipuri de baterii, cum ar fi celulele de combustibil și bateriile cu zinc-aer. De exemplu, în celulele de combustibil, SWCNT -urile pot servi drept catalizator, îmbunătățind activitatea și stabilitatea catalizatorului.

Rolul SWCNT -urilor în baterii:

1) Aditivi conductivi: SWCNT-urile, cu conductivitatea lor electrică ridicată, pot fi adăugate ca aditivi conductori la electroliți în stare solidă, îmbunătățindu-și conductivitatea și, prin urmare, sporind performanța bateriei.

2) Materiale cu electrozi: SWCNT -urile pot servi ca substraturi pentru materialele cu electrozi, permițând încărcarea substanțelor active (cum ar fi metalul de litiu, sulf, siliciu etc.) pentru a îmbunătăți conductivitatea și stabilitatea structurală a electrodului. Mai mult, suprafața specifică ridicată a SWCNT -urilor oferă site -uri mai active, ceea ce duce la o densitate energetică mai mare a bateriei.

3) Materiale de separare: În bateriile cu stare solidă, SWCNT-urile pot fi utilizate ca materiale de separare, oferind canale de transport cu ioni, menținând în același timp o rezistență mecanică bună și o stabilitate chimică. Structura poroasă a SWCNT -urilor contribuie la îmbunătățirea conductivității ionice în baterie.

4) Materiale compozite: SWCNT-urile pot fi compuse cu materiale electrolitice în stare solidă pentru a forma electroliți compuși, combinând conductivitatea ridicată a SWCNT-urilor cu siguranța electroliților cu stare solidă. Astfel de materiale compozite servesc ca materiale electrolitice ideale pentru baterii în stare solidă.

5) Materiale de întărire: SWCNT-urile pot îmbunătăți proprietățile mecanice ale electroliților în stare solidă, îmbunătățind stabilitatea structurală a bateriei în timpul proceselor de încărcare și reducerea degradării performanței cauzate de modificările de volum.

6) Managementul termic: cu conductivitatea termică excelentă, SWCNT -urile pot fi utilizate ca materiale de gestionare termică, facilitând o disipare eficientă a căldurii în timpul funcționării bateriei, prevenind supraîncălzirea și îmbunătățirea siguranței bateriei și a duratei de viață.

În concluzie, SWCNT -urile joacă un rol crucial în diferite tipuri de baterii. Proprietățile lor unice permit o conductivitate sporită, o densitate energetică îmbunătățită, stabilitatea structurală îmbunătățită și o gestionare termică eficientă. Cu progrese suplimentare și cercetări în nanotehnologie, aplicarea SWCNT -urilor în baterii va continua să crească, ceea ce duce la îmbunătățirea performanței bateriei și a capacităților de stocare a energiei.