Mövcud kommersiya litium-ion batareya sistemində məhdudlaşdırıcı amil əsasən elektrik keçiriciliyidir.Xüsusilə, müsbət elektrod materialının qeyri-kafi keçiriciliyi elektrokimyəvi reaksiyanın aktivliyini birbaşa məhdudlaşdırır.Materialın keçiriciliyini artırmaq və elektron nəqli üçün sürətli bir kanal təmin etmək və aktiv materialdan tam istifadəni təmin etmək üçün keçirici şəbəkə qurmaq üçün uyğun bir keçirici maddə əlavə etmək lazımdır.Buna görə keçirici maddə də aktiv materiala nisbətən litium ion batareyasında əvəzolunmaz bir materialdır.

Keçirici agentin performansı böyük dərəcədə materialların strukturundan və onun aktiv materialla təmasda olmasından asılıdır.Tez-tez istifadə olunan litium-ion batareya keçirici maddələr aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

(1) Karbon qara: Karbon qarasının strukturu karbon qara hissəciklərinin zəncir və ya üzüm formasına yığılma dərəcəsi ilə ifadə edilir.Elektrodda zəncir keçirici struktur yaratmaq üçün faydalı olan incə hissəciklər, sıx şəkildə yığılmış şəbəkə zənciri, böyük xüsusi səth sahəsi və vahid kütləsi.Ənənəvi keçirici maddələrin nümayəndəsi olaraq, karbon qara hal-hazırda ən çox istifadə olunan keçirici agentdir.Dezavantajı qiymətin yüksək olması və dağılmasının çətin olmasıdır.

(2)Qrafit: Keçirici qrafit müsbət və mənfi aktiv materiallarınkinə yaxın hissəcik ölçüsü, orta xüsusi səth sahəsi və yaxşı elektrik keçiriciliyi ilə xarakterizə olunur.Batareyada keçirici şəbəkənin node kimi çıxış edir və mənfi elektrodda yalnız keçiriciliyi deyil, həm də tutumu yaxşılaşdıra bilər.

(3) P-Li: Super P-Li, keçirici karbon qarasına bənzər kiçik hissəcik ölçüsü ilə xarakterizə olunur, lakin orta xüsusi səth sahəsi, xüsusilə batareyada budaqlar şəklində, keçirici bir şəbəkə yaratmaq üçün çox əlverişlidir.Dezavantajı ondan ibarətdir ki, dağılmaq çətindir.

(4)Karbon nanoborular (CNTs): CNTs son illərdə ortaya çıxan keçirici agentlərdir.Onların diametri ümumiyyətlə təxminən 5 nm və uzunluğu 10-20 um-dir.Onlar yalnız keçirici şəbəkələrdə "naqillər" kimi çıxış edə bilməz, həm də superkondensatorların yüksək sürətli xüsusiyyətlərinə oyun vermək üçün ikiqat elektrod təbəqəsi effektinə malikdir.Onun yaxşı istilik keçiriciliyi batareyanın doldurulması və boşaldılması zamanı istilik yayılmasına, batareyanın polarizasiyasını azaltmağa, batareyanın yüksək və aşağı temperatur göstəricilərini yaxşılaşdırmağa və batareyanın ömrünü uzatmağa kömək edir.

Bir keçirici agent kimi, CNT-lər materialın/batareyanın tutumunu, sürətini və dövriyyə performansını yaxşılaşdırmaq üçün müxtəlif müsbət elektrod materialları ilə birlikdə istifadə edilə bilər.İstifadə edilə bilən müsbət elektrod materiallarına aşağıdakılar daxildir: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polimer müsbət elektrod, Li3V2(PO4)3, manqan oksidi və s.

Digər ümumi keçirici maddələrlə müqayisədə, karbon nanoborular litium-ion batareyaları üçün müsbət və mənfi keçirici maddələr kimi bir çox üstünlüklərə malikdir.Karbon nanoborular yüksək elektrik keçiriciliyinə malikdir.Bundan əlavə, CNTs böyük aspekt nisbətinə malikdir və daha aşağı əlavə miqdarı digər əlavələrə bənzər bir sızma həddinə nail ola bilər (birləşmədə və ya yerli miqrasiyada elektronların məsafəsini qorumaq).Karbon nanoborucuqları yüksək səmərəli elektron daşıma şəbəkəsi yarada bildiyindən, sferik hissəcik əlavəsinə bənzər keçiricilik dəyəri yalnız SWCNT-lərin 0,2 wt%-i ilə əldə edilə bilər.

(5)Qrafenəla elektrik və istilik keçiriciliyinə malik ikiölçülü çevik planar karbon materialının yeni növüdür.Struktur qrafen təbəqə təbəqəsinin aktiv material hissəciklərinə yapışmasına imkan verir və müsbət və mənfi elektrod aktiv material hissəcikləri üçün çoxlu sayda keçirici təmas sahələri təmin edir ki, elektronlar iki ölçülü məkanda hərəkət edə bilsin. geniş sahəli keçirici şəbəkə.Beləliklə, hazırda ideal keçirici agent hesab olunur.

Karbon qara və aktiv material nöqtə təmasdadır və aktiv materialların istifadə nisbətini tam artırmaq üçün aktiv materialın hissəciklərinə nüfuz edə bilər.Karbon nanoborular nöqtə xətti ilə təmasdadır və şəbəkə strukturu yaratmaq üçün aktiv materiallar arasında kəsişib keçə bilər ki, bu da təkcə keçiriciliyi artırmır, eyni zamanda, o, həm də qismən bağlayıcı agent kimi çıxış edə bilər və qrafenin əlaqə rejimi. əsas gövdə kimi geniş sahəli keçirici şəbəkə yaratmaq üçün aktiv materialın səthini birləşdirə bilən, lakin aktiv materialı tamamilə əhatə etmək çətindir.Əlavə edilmiş qrafenin miqdarı davamlı olaraq artırılsa belə, aktiv materialdan tamamilə istifadə etmək və Li ionlarını yaymaq və elektrodun işini pisləşdirmək çətindir.Buna görə də, bu üç material yaxşı bir tamamlayıcı tendensiyaya malikdir.Daha tam keçirici şəbəkə yaratmaq üçün karbon qara və ya karbon nanoborucuqlarının qrafenlə qarışdırılması elektrodun ümumi işini daha da yaxşılaşdıra bilər.

Bundan əlavə, qrafenin nöqteyi-nəzərindən, qrafenin performansı müxtəlif hazırlıq üsullarından fərqlənir, azalma dərəcəsi, təbəqənin ölçüsü və karbon qara nisbəti, dağılma qabiliyyəti və elektrodun qalınlığı təbiətə təsir göstərir. keçirici maddələrin çoxluğu.Onların arasında keçirici maddənin funksiyası elektronların daşınması üçün keçirici şəbəkə qurmaq olduğundan, keçirici maddənin özü yaxşı dağılmadıqda, effektiv keçirici şəbəkə qurmaq çətindir.Ənənəvi karbon qara keçirici agentlə müqayisədə, qrafen ultra yüksək spesifik səth sahəsinə malikdir və π-π konjugat effekti praktik tətbiqlərdə yığılmağı asanlaşdırır.Buna görə də, qrafenin yaxşı dispersiya sistemini necə formalaşdırmaq və onun əla performansından tam istifadə etmək qrafenin geniş tətbiqində həll edilməli olan əsas problemdir.