一, la diferència fonamental entre els nanotubs de carboni de paret única i els nanotubs de carboni de doble paret
Els nanotubs de carboni de paret (SWCNTs) són estructures tubulars formades per arrossegar una capa d’àtoms de carboni. Tenen relacions d’aspecte extremadament altes i estructures tubulars perfectes. Aquesta estructura permet als nanotubs de carboni de paret per presentar una eficiència extremadament alta i una excel·lent conductivitat elèctrica durant la transmissió d’electrons. A més, els nanotubs de carboni de paret única també tenen una excel·lent conductivitat tèrmica i estabilitat química.
Els nanotubs de carboni de doble paret (DWCNTs) estan compostos per dos nanotubs de carboni concèntrics, formant una estructura especial d’un tub interior dins d’un tub exterior.
Aquesta estructura dota nanotubs de carboni de doble paret amb un excel·lent rendiment en termes de conductivitat, conductivitat tèrmica i propietats mecàniques. En comparació amb els nanotubs de carboni de paret, la distància entre les parets del tub interior i exterior dels nanotubs de carboni de doble paret és més gran i hi ha una interacció entre elles, cosa que comporta un canvi en la seva estructura de banda i l’aparició d’algunes propietats especials.
2, diferències en l'aplicació de nanotubs de carboni d'una paret única i nanotubs de carboni de doble paret en bateries de liti
1. Com a agent conductor de les bateries de liti
Els nanotubs de carboni de paret i els nanotubs de carboni de doble paret es poden utilitzar com a agents conductors per a les bateries de liti per millorar la conductivitat dels elèctrodes positius i negatius. No obstant això, a causa de la seva proporció d’aspecte més elevada i l’estructura d’una sola capa, els nanotubs de carboni d’una sola paret poden formar una xarxa conductora tridimensional fins i tot en quantitats d’addició molt baixes, millorant de manera més eficaç el rendiment de la taxa i l’estabilitat del cicle de la bateria. En canvi, tot i que els nanotubs de carboni de doble paret també poden formar una xarxa conductora, el seu efecte pot ser lleugerament inferior al dels nanotubs de carboni de paret única.
2. Com a material d'elèctrode
A més d’utilitzar-se com a agents conductors, també es poden utilitzar directament nanotubs de carboni de paret i nanotubs de carboni de doble paret també com a materials d’elèctrodes. L’elevada superfície específica i les propietats ràpides de transport d’ions/electrons dels nanotubs de carboni d’una sola paret els permeten millorar la capacitat i el rendiment de càrrega ràpida de les bateries quan s’utilitzen com a materials d’elèctrodes negatius. Mentre que els nanotubs de carboni de doble paret, a causa de la seva estructura especial de doble capa i excel·lents propietats mecàniques, poden funcionar millor per suprimir l'expansió del volum de materials d'elèctrodes i millorar l'estabilitat de l'estructura de l'elèctrode.
3. Altres aspectes per millorar el rendiment de la bateria
Els nanotubs de carboni de paret única i els nanotubs de carboni de doble paret també poden millorar el rendiment de les bateries de liti mitjançant altres mètodes. Per exemple, poden facilitar el transport d’ions de liti a l’electròlit, reduir la resistència a la interfície, augmentant així la densitat de potència de la bateria. Addicionalment, la modificació superficial dels nanotubs de carboni ajuda a formar una interfície d’electròlits sòlida més estable (pel·lícula SEI), redueix l’aparició de reaccions laterals i millora encara més l’estabilitat del cicle de la bateria.
Nanotubs de carboni multi-paret nanotub de carboni de paret
En general, els nanotubs de carboni de paret única i els nanotubs de carboni de doble paret tenen cadascun dels seus propis avantatges en les bateries de liti. Els nanotubs de carboni de paret única sobresurten en agents conductors i materials d'elèctrodes negatius a causa de la seva conductivitat extremadament elevada i l'estructura d'una sola capa; mentre que els nanotubs de carboni de doble paret tenen potencial per millorar l'estabilitat de les estructures d'elèctrodes i millorar el rendiment global de les bateries a causa de la seva estructura especial de doble capa i excel·lents propietats. Amb l’aprofundiment de la investigació i els avenços tecnològics, es preveu que aquests dos materials de nanotubs de carboni tinguin un paper més significatiu en el camp de les bateries de liti.