Одностінні вуглецеві нанотрубки (SWCNTs)широко використовуються в різних типах акумуляторів. Ось типи батарей, в яких SWCNT знаходять застосування:

1) Суперконденсатори:
SWCNT служать ідеальними електродними матеріалами для суперконденсаторів завдяки своїй високій питомій площі поверхні та відмінній провідності. Вони забезпечують високу швидкість заряджання-розряджання та демонструють виняткову стабільність циклу. Використовуючи SWCNT в провідні полімери або оксиди металів, щільність енергії та щільність потужності суперконденсаторів можна ще більше покращити.

2) Літій-іонні акумулятори:
У сфері літій-іонних батарей SWCNT можуть використовуватися як електропровідні добавки або електродні матеріали. При використанні в якості провідних добавок ОУНТ підвищують провідність електродних матеріалів, тим самим покращуючи продуктивність заряду та розряду батареї. Будучи самими електродними матеріалами, SWCNT забезпечують додаткові місця введення літій-іонів, що призводить до збільшення ємності та покращеної стабільності циклу батареї.

3) Натрій-іонні батареї:
Натрій-іонні батареї привернули значну увагу як альтернатива літій-іонним батареям, і SWCNT також пропонують багатообіцяючі перспективи в цій галузі. Завдяки високій провідності та структурній стабільності ОУНТ є ідеальним вибором для електродних матеріалів для іонно-натрієвих батарей.

4) Інші типи батарей:
На додаток до вищезазначених застосувань SWCNT демонструють потенціал для інших типів батарей, таких як паливні елементи та повітряно-цинкові батареї. Наприклад, у паливних елементах SWCNT можуть служити опорами каталізатора, підвищуючи активність і стабільність каталізатора.

Роль SWCNT в батареях:

1) Електропровідні добавки: SWCNT, з їхньою високою електропровідністю, можуть бути додані як провідні добавки до твердотільних електролітів, покращуючи їх провідність і, таким чином, підвищуючи продуктивність заряду та розряду батареї.

2) Електродні матеріали: SWCNT можуть служити підкладками для електродних матеріалів, уможливлюючи завантаження активних речовин (таких як металевий літій, сірка, кремній тощо) для покращення провідності та структурної стабільності електрода. Крім того, висока питома поверхня SWCNTs забезпечує більш активні центри, що призводить до більшої щільності енергії батареї.

3) Сепараторні матеріали: у твердотільних батареях ОУНТ можна використовувати як розділювальні матеріали, пропонуючи канали транспортування іонів, зберігаючи хорошу механічну міцність і хімічну стабільність. Пориста структура SWCNTs сприяє покращенню іонної провідності в акумуляторі.

4) Композитні матеріали: SWCNT можна поєднувати з матеріалами твердого електроліту для утворення композитних електролітів, поєднуючи високу провідність SWCNT з безпекою твердотільних електролітів. Такі композитні матеріали служать ідеальними електролітними матеріалами для твердотільних батарей.

5) Підсилювальні матеріали: SWCNT можуть покращити механічні властивості твердотільних електролітів, підвищуючи структурну стабільність батареї під час процесів заряджання-розряджання та зменшуючи погіршення продуктивності, спричинене зміною об’єму.

6) Управління температурою: завдяки своїй чудовій теплопровідності SWCNT можуть використовуватися як матеріали для управління температурою, сприяючи ефективному розсіюванню тепла під час роботи батареї, запобігаючи перегріванню та покращуючи безпеку батареї та тривалість її служби.

Підсумовуючи, SWCNT відіграють вирішальну роль у різних типах батарей. Їх унікальні властивості забезпечують покращену провідність, покращену щільність енергії, підвищену структурну стабільність та ефективне управління температурою. З подальшим прогресом і дослідженнями в області нанотехнологій очікується, що застосування SWCNT в батареях буде продовжувати зростати, що призведе до покращення продуктивності батареї та можливостей зберігання енергії.