Одностенные углеродные нанотрубки (ОУНТ)широко используются в различных типах аккумуляторов. Вот типы батарей, в которых находят применение ОУНТ:

1) Суперконденсаторы:
ОСУНТ служат идеальными электродными материалами для суперконденсаторов благодаря их высокой удельной поверхности и превосходной проводимости. Они обеспечивают высокую скорость зарядки-разрядки и демонстрируют выдающуюся стабильность цикла. Путем включения SWCNT в проводящие полимеры или оксиды металлов можно дополнительно улучшить плотность энергии и мощность суперконденсаторов.

2) Литий-ионные аккумуляторы:
В области литий-ионных аккумуляторов ОУНТ можно использовать в качестве проводящих добавок или электродных материалов. При использовании в качестве проводящих добавок ОСУНТ повышают проводимость материалов электродов, тем самым улучшая характеристики заряда-разряда батареи. ОСУНТ сами по себе являются электродными материалами и обеспечивают дополнительные места для вставки литий-ионных аккумуляторов, что приводит к увеличению емкости и стабильности цикла работы батареи.

3) Натрий-ионные аккумуляторы:
Натрий-ионные батареи привлекли значительное внимание как альтернатива литий-ионным батареям, и ОСУНТ также открывают многообещающие перспективы в этой области. Благодаря своей высокой проводимости и структурной стабильности SWCNT являются идеальным выбором для электродных материалов для натрий-ионных аккумуляторов.

4) Другие типы батарей:
Помимо вышеупомянутых применений, SWCNT демонстрируют потенциал в других типах батарей, таких как топливные элементы и воздушно-цинковые батареи. Например, в топливных элементах ОУНТ могут служить носителями катализатора, повышая активность и стабильность катализатора.

Роль SWCNT в батареях:

1) Проводящие добавки. ОСУНТ с их высокой электропроводностью можно добавлять в качестве проводящих добавок к твердотельным электролитам, улучшая их проводимость и тем самым улучшая характеристики заряда-разряда батареи.

2) Материалы электродов. ОСУНТ могут служить подложками для материалов электродов, позволяя загружать активные вещества (такие как металлический литий, сера, кремний и т. д.) для улучшения проводимости и структурной стабильности электрода. Более того, высокая удельная поверхность SWCNT обеспечивает больше активных центров, что приводит к более высокой плотности энергии батареи.

3) Сепараторные материалы. В твердотельных батареях SWCNT могут использоваться в качестве сепараторных материалов, обеспечивая каналы переноса ионов, сохраняя при этом хорошую механическую прочность и химическую стабильность. Пористая структура ОСУНТ способствует улучшению ионной проводимости аккумулятора.

4) Композитные материалы. ОСУНТ можно комбинировать с твердотельными электролитными материалами с образованием композитных электролитов, сочетая в себе высокую проводимость ОСУНТ с безопасностью твердотельных электролитов. Такие композиционные материалы служат идеальными электролитами для твердотельных аккумуляторов.

5) Армирующие материалы: ОСУНТ могут улучшить механические свойства твердотельных электролитов, улучшая структурную стабильность батареи во время процессов зарядки-разрядки и уменьшая ухудшение характеристик, вызванное изменениями объема.

6) Управление температурой. Благодаря своей превосходной теплопроводности SWCNT могут использоваться в качестве материалов для управления температурой, способствуя эффективному рассеиванию тепла во время работы батареи, предотвращая перегрев, а также повышая безопасность и срок службы батареи.

В заключение, ОСУНТ играют решающую роль в различных типах батарей. Их уникальные свойства обеспечивают повышенную проводимость, улучшенную плотность энергии, повышенную структурную стабильность и эффективное управление температурой. Ожидается, что благодаря дальнейшим достижениям и исследованиям в области нанотехнологий применение ОСУНТ в батареях будет продолжать расти, что приведет к улучшению производительности батарей и возможностей хранения энергии.