Em um momento em que a indústria de veículos de nova energia está se desenvolvendo rapidamente, o desempenho da bateria é um dos principais fatores que restringem seu desenvolvimento. O surgimento de nanotubos de carbono trouxe esperança para resolver esse problema e mostrou valor insubstituível em baterias de veículos de nova energia.
Os nanotubos de carbono desempenham um papel importante na fabricação de eletrodos para baterias de energia. Em termos de materiais de eletrodo positivo, os materiais tradicionais de eletrodo positivo têm baixa condutividade, o que afeta a eficiência de carga e descarga e o desempenho da taxa da bateria. Quando os nanotubos de carbono são adicionados aos materiais de eletrodo positivo, eles podem formar uma rede condutora contínua entre as partículas de material ativo como uma "ponte", melhorando muito a condutividade eletrônica do eletrodo positivo . Por exemplo, adicionar uma pequena quantidade de nanotubos de carbono ao eletrodo positivo de fosfato de ferro e lítio pode aumentar sua condutividade em várias ordens de magnitude, fazendo com que a bateria tenha um melhor desempenho ao carregar e descarregar em altas correntes, encurtando efetivamente o tempo de carregamento e também aumentando a densidade de potência da bateria .
A introdução de nanotubos de carbono em materiais de eletrodos negativos também tem efeitos significativos. Os eletrodos negativos de grafite tradicionais são propensos ao colapso estrutural durante a carga e descarga de alta taxa, resultando na deterioração da capacidade da bateria. Os nanotubos de carbono têm excelente condutividade elétrica e propriedades mecânicas. Combiná-los com grafite para fazer materiais de eletrodos negativos pode não apenas aumentar a velocidade de condução de elétrons do eletrodo negativo, mas também aumentam a estabilidade estrutural do material e inibem a expansão do volume do grafite durante o carregamento e descarregamento. Desta forma, o ciclo de vida da bateria é significativamente estendido e a taxa de retenção de capacidade ainda pode ser mantida em um nível alto após milhares de ciclos.
Além disso, a aplicação de nanotubos de carbono em separadores de bateria também adiciona proteção à segurança da bateria. A principal função dos separadores de bateria é separar os eletrodos positivo e negativo e evitar curtos-circuitos. Revestir uma camada de filme de nanotubo de carbono na superfície do separador pode melhorar a estabilidade térmica e a resistência mecânica do separador. Quando a temperatura da bateria aumenta, o filme de nanotubo de carbono pode efetivamente inibir o encolhimento do separador e evitar o contato direto entre os eletrodos positivo e negativo; Ao mesmo tempo, sua boa condutividade elétrica não afetará a passagem de íons, garantindo o funcionamento normal da bateria.
Os nanotubos de carbono também podem melhorar o desempenho em baixa temperatura da bateria . Em áreas frias, a capacidade e a eficiência de carga e descarga das baterias tradicionais cairão significativamente . A adição de nanotubos de carbono pode reduzir a resistência interna da bateria e aumentar a velocidade de migração de íons em baixas temperaturas . Experimentos mostram que a taxa de retenção de capacidade das baterias de energia com nanotubos de carbono é mais de 20% maior do que a das baterias tradicionais baterias em -20 grau, e a eficiência de carga e descarga também é significativamente melhorada, o que melhora muito a experiência do usuário de veículos de nova energia em ambientes de baixa temperatura.