Ống nano cacbon đơn vách (SWCNTs)được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại pin khác nhau. Dưới đây là các loại pin mà SWCNTs tìm thấy ứng dụng:

1) Siêu tụ điện:
SWCNT đóng vai trò là vật liệu điện cực lý tưởng cho siêu tụ điện do diện tích bề mặt riêng cao và độ dẫn điện tuyệt vời. Chúng cho phép tốc độ xả sạc nhanh và thể hiện độ ổn định chu kỳ vượt trội. Bằng cách kết hợp SWCNT vào polyme dẫn điện hoặc oxit kim loại, mật độ năng lượng và mật độ công suất của siêu tụ điện có thể được cải thiện hơn nữa.

2) Pin Lithium-ion:
Trong lĩnh vực pin lithium-ion, SWCNT có thể được sử dụng làm chất phụ gia dẫn điện hoặc vật liệu điện cực. Khi được sử dụng làm chất phụ gia dẫn điện, SWCNT tăng cường độ dẫn điện của vật liệu điện cực, từ đó cải thiện hiệu suất sạc-xả của pin. Là vật liệu điện cực, SWCNT cung cấp thêm các vị trí chèn lithium-ion, giúp tăng công suất và tăng cường độ ổn định chu kỳ của pin.

3) Pin natri-ion:
Pin natri-ion đã thu hút được sự chú ý đáng kể như là lựa chọn thay thế cho pin lithium-ion và SWCNT cũng mang lại triển vọng đầy hứa hẹn trong lĩnh vực này. Với độ dẫn điện cao và độ ổn định về cấu trúc, SWCNT là lựa chọn lý tưởng cho vật liệu điện cực pin natri-ion.

4) Các loại pin khác:
Ngoài các ứng dụng nói trên, SWCNT còn có tiềm năng trong các loại pin khác như pin nhiên liệu và pin kẽm-không khí. Ví dụ, trong pin nhiên liệu, SWCNT có thể đóng vai trò là chất hỗ trợ xúc tác, tăng cường hoạt động và tính ổn định của chất xúc tác.

Vai trò của SWCNT trong Pin:

1) Phụ gia dẫn điện: SWCNT, với tính dẫn điện cao, có thể được thêm làm chất phụ gia dẫn điện cho chất điện phân ở trạng thái rắn, cải thiện độ dẫn điện của chúng và do đó nâng cao hiệu suất sạc-xả của pin.

2) Vật liệu điện cực: SWCNT có thể đóng vai trò là chất nền cho vật liệu điện cực, cho phép nạp các hoạt chất (như kim loại lithium, lưu huỳnh, silicon, v.v.) để cải thiện độ dẫn điện và độ ổn định cấu trúc của điện cực. Hơn nữa, diện tích bề mặt riêng cao của SWCNTs cung cấp nhiều vị trí hoạt động hơn, dẫn đến mật độ năng lượng của pin cao hơn.

3) Vật liệu phân tách: Trong pin thể rắn, SWCNT có thể được sử dụng làm vật liệu phân tách, cung cấp các kênh vận chuyển ion trong khi vẫn duy trì độ bền cơ học tốt và độ ổn định hóa học. Cấu trúc xốp của SWCNT góp phần cải thiện độ dẫn ion trong pin.

4) Vật liệu tổng hợp: SWCNT có thể được kết hợp với vật liệu điện phân ở trạng thái rắn để tạo thành chất điện phân tổng hợp, kết hợp tính dẫn điện cao của SWCNT với tính an toàn của chất điện phân ở trạng thái rắn. Những vật liệu composite như vậy đóng vai trò là vật liệu điện phân lý tưởng cho pin thể rắn.

5) Vật liệu gia cố: SWCNT có thể tăng cường tính chất cơ học của chất điện phân thể rắn, cải thiện độ ổn định cấu trúc của pin trong quá trình sạc-xả và giảm suy giảm hiệu suất do thay đổi âm lượng.

6) Quản lý nhiệt: Với khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, SWCNT có thể được sử dụng làm vật liệu quản lý nhiệt, tạo điều kiện tản nhiệt hiệu quả trong quá trình vận hành pin, ngăn ngừa quá nhiệt và cải thiện độ an toàn và tuổi thọ của pin.

Tóm lại, SWCNT đóng một vai trò quan trọng trong các loại pin khác nhau. Các đặc tính độc đáo của chúng cho phép tăng cường độ dẫn điện, cải thiện mật độ năng lượng, tăng cường độ ổn định của cấu trúc và quản lý nhiệt hiệu quả. Với những tiến bộ và nghiên cứu hơn nữa về công nghệ nano, ứng dụng SWCNT trong pin dự kiến ​​sẽ tiếp tục phát triển, dẫn đến cải thiện hiệu suất pin và khả năng lưu trữ năng lượng.