Ống nano carbon đơn (SWCNTs)được sử dụng rộng rãi trong các loại pin khác nhau. Dưới đây là các loại pin trong đó SWCNTs tìm ứng dụng:

1) Supercapacitors:
SWCNTS đóng vai trò là vật liệu điện cực lý tưởng cho các siêu tụ điện do diện tích bề mặt riêng của chúng và độ dẫn tuyệt vời. Chúng cho phép tỷ lệ phóng điện tích nhanh và thể hiện sự ổn định chu kỳ vượt trội. Bằng cách kết hợp SWCNTs vào các polyme dẫn điện hoặc oxit kim loại, mật độ năng lượng và mật độ năng lượng 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, SWCNTs tăng cường độ dẫn của vật liệu điện cực, do đó cải thiện hiệu suất xả điện tích của pin. Là chính các vật liệu điện cực, SWCNT cung cấp các vị trí chèn lithium-ion bổ sung, dẫn đến 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 sự thay thế cho pin lithium-ion, và SWCNT cũng cung cấp triển vọng đầy hứa hẹn trong lĩnh vực này. Với độ dẫn điện cao và độ ổn định cấu trúc, SWCNT là một lựa chọn lý tưởng cho các vật liệu điện cực pin natri-ion.

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

Vai trò của SWCNT trong pin:

1) Các chất phụ gia dẫn điện: SWCNTs, với độ dẫn điện cao, có thể được thêm vào dưới dạng các chất phụ gia dẫn điện cho các chất điện giải trạng thái rắn, cải thiện độ dẫn của chúng và do đó tăng cường hiệu suất tiết sạc của pin.

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

3) Vật liệu phân tách: Trong pin trạng thái 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 và độ ổn định hóa học tốt. Cấu trúc xốp của SWCNTs góp phần cải thiện độ dẫn ion trong pin.

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

5) Vật liệu gia cố: SWCNTs có thể tăng cường tính chất cơ học của các chất điện giải trạng thái rắn, cải thiện tính ổn định cấu trúc của pin trong quá trình xả điện tích và giảm sự suy giảm hiệu suất do thay đổi thể tích.

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

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