Ogljikove nanocevke z eno steno (SWCNT)se pogosto uporabljajo v različnih vrstah baterij. Tu so vrste baterij, v katerih najdejo uporabo SWCNT:

1) Superkondenzatorji:
SWCNT služijo kot idealni elektrodni materiali za superkondenzatorje zaradi svoje visoke specifične površine in odlične prevodnosti. Omogočajo hitre stopnje polnjenja in praznjenja in izkazujejo izjemno stabilnost cikla. Z vključitvijo SWCNT v prevodne polimere ali kovinske okside je mogoče dodatno izboljšati energijsko gostoto in gostoto moči superkondenzatorjev.

2) Litij-ionske baterije:
Na področju litij-ionskih baterij se lahko SWCNT uporabljajo kot prevodni dodatki ali elektrodni materiali. Ko se uporabljajo kot prevodni dodatki, SWCNT povečajo prevodnost materialov elektrod in s tem izboljšajo zmogljivost polnjenja in praznjenja baterije. SWCNT kot sami materiali za elektrode zagotavljajo dodatna mesta za vstavljanje litij-ionov, kar vodi do povečane zmogljivosti in izboljšane ciklične stabilnosti baterije.

3) Natrijeve ionske baterije:
Natrijeve ionske baterije so pridobile veliko pozornosti kot alternative litij-ionskim baterijam in SWCNT ponujajo obetavne možnosti tudi na tem področju. S svojo visoko prevodnostjo in strukturno stabilnostjo so SWCNT idealna izbira za elektrodne materiale natrijevih ionskih baterij.

4) Druge vrste baterij:
Poleg zgoraj omenjenih aplikacij kažejo SWCNT potencial v drugih vrstah baterij, kot so gorivne celice in cink-zračne baterije. Na primer, v gorivnih celicah lahko SWCNT služijo kot nosilci katalizatorja, kar poveča aktivnost in stabilnost katalizatorja.

Vloga SWCNT v baterijah:

1) Prevodni dodatki: SWCNT s svojo visoko električno prevodnostjo se lahko dodajo kot prevodni dodatki k elektrolitom v trdnem stanju, s čimer se izboljša njihova prevodnost in s tem poveča zmogljivost polnjenja in praznjenja baterije.

2) Materiali za elektrode: SWCNT lahko služijo kot substrati za materiale za elektrode, kar omogoča nalaganje aktivnih snovi (kot so kovinski litij, žveplo, silicij itd.) za izboljšanje prevodnosti in strukturne stabilnosti elektrode. Poleg tega visoka specifična površina SWCNT zagotavlja več aktivnih mest, kar ima za posledico večjo gostoto energije baterije.

3) Ločevalni materiali: V polprevodniških baterijah se lahko SWCNT uporabijo kot ločevalni materiali, ki ponujajo ionske transportne kanale, hkrati pa ohranjajo dobro mehansko trdnost in kemično stabilnost. Porozna struktura SWCNT prispeva k izboljšani prevodnosti ionov v bateriji.

4) Kompozitni materiali: SWCNT je mogoče sestaviti s trdnimi elektrolitnimi materiali, da se tvorijo kompozitni elektroliti, ki združujejo visoko prevodnost SWCNT z varnostjo trdnih elektrolitov. Takšni kompozitni materiali služijo kot idealni elektrolitski materiali za polprevodniške baterije.

5) Ojačitveni materiali: SWCNT lahko izboljšajo mehanske lastnosti elektrolitov v trdnem stanju, izboljšajo strukturno stabilnost baterije med procesi polnjenja in praznjenja in zmanjšajo poslabšanje delovanja zaradi sprememb prostornine.

6) Toplotno upravljanje: s svojo odlično toplotno prevodnostjo se SWCNT lahko uporabijo kot materiali za toplotno upravljanje, kar omogoča učinkovito odvajanje toplote med delovanjem baterije, preprečuje pregrevanje ter izboljša varnost in življenjsko dobo baterije.

Skratka, SWCNT igrajo ključno vlogo pri različnih vrstah baterij. Njihove edinstvene lastnosti omogočajo izboljšano prevodnost, izboljšano energijsko gostoto, izboljšano strukturno stabilnost in učinkovito upravljanje toplote. Z nadaljnjim napredkom in raziskavami na področju nanotehnologije se pričakuje, da bo uporaba SWCNT v baterijah še naprej naraščala, kar bo vodilo do izboljšane zmogljivosti baterije in zmogljivosti shranjevanja energije.