В настоящата комерсиална литиево-йонна батерийна система ограничаващият фактор е главно електрическата проводимост.По-специално, недостатъчната проводимост на материала на положителния електрод директно ограничава активността на електрохимичната реакция.Необходимо е да се добави подходящ проводящ агент, за да се подобри проводимостта на материала и да се изгради проводимата мрежа, за да се осигури бърз канал за транспорт на електрони и да се гарантира, че активният материал се използва напълно.Следователно проводящият агент също е незаменим материал в литиево-йонната батерия по отношение на активния материал.

Ефективността на проводимия агент зависи до голяма степен от структурата на материалите и начините, по които е в контакт с активния материал.Често използваните проводящи агенти за литиево-йонни батерии имат следните характеристики:

(1) Сажи: Структурата на саждите се изразява чрез степента на агрегиране на частиците сажди във верига или форма на грозде.Фините частици, гъсто опакованата мрежова верига, голямата специфична повърхност и единичната маса, които са полезни за образуване на верижна проводяща структура в електрода.Като представител на традиционните проводими агенти, саждите в момента са най-широко използваният проводящ агент.Недостатъкът е, че цената е висока и трудно се разпръсква.

(2)Графит: Проводимият графит се характеризира с размер на частиците, близък до този на положителните и отрицателните активни материали, умерена специфична повърхност и добра електрическа проводимост.Той действа като възел на проводящата мрежа в батерията, а в отрицателния електрод може не само да подобри проводимостта, но и капацитета.

(3) P-Li: Super P-Li се характеризира с малък размер на частиците, подобен на проводимите сажди, но умерена специфична повърхност, особено под формата на клонове в батерията, което е много благоприятно за образуване на проводима мрежа.Недостатъкът е, че трудно се разнася.

(4)Въглеродни нанотръби (CNT): CNT са проводими агенти, които се появиха през последните години.Те обикновено имат диаметър около 5 nm и дължина 10-20 um.Те могат не само да действат като „проводници“ в проводими мрежи, но и да имат ефект на двоен електроден слой, за да дадат игра на високоскоростните характеристики на суперкондензаторите.Неговата добра топлопроводимост също така благоприятства разсейването на топлината по време на зареждане и разреждане на батерията, намалява поляризацията на батерията, подобрява производителността на батерията при високи и ниски температури и удължава живота на батерията.

Като проводящ агент, CNT могат да се използват в комбинация с различни материали за положителни електроди за подобряване на капацитета, скоростта и цикъла на материала/батерията.Положителните електродни материали, които могат да се използват, включват: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, полимерен положителен електрод, Li3V2(PO4)3, манганов оксид и други подобни.

В сравнение с други обичайни проводими агенти, въглеродните нанотръби имат много предимства като положителни и отрицателни проводими агенти за литиево-йонни батерии.Въглеродните нанотръби имат висока електропроводимост.В допълнение, CNT имат голям аспектно съотношение и по-ниското количество на добавяне може да постигне праг на просмукване, подобен на други добавки (поддържане на разстоянието на електроните в съединението или локална миграция).Тъй като въглеродните нанотръби могат да образуват високоефективна мрежа за транспортиране на електрони, стойност на проводимостта, подобна на тази на добавка за сферични частици, може да бъде постигната само с 0,2 тегл.% SWCNT.

(5)Графене нов тип двуизмерен гъвкав планарен въглероден материал с отлична електрическа и топлопроводимост.Структурата позволява слоят на графеновия лист да се прилепи към частиците на активния материал и да осигури голям брой проводящи контактни места за частиците на активния материал на положителния и отрицателния електрод, така че електроните да могат да се провеждат в двуизмерно пространство, за да образуват проводяща мрежа с голяма площ.Следователно той се счита за идеалния проводящ агент в момента.

Саждите и активният материал са в точков контакт и могат да проникнат в частиците на активния материал, за да увеличат напълно коефициента на използване на активните материали.Въглеродните нанотръби са в контакт с точкова линия и могат да бъдат разпръснати между активните материали, за да образуват мрежова структура, която не само увеличава проводимостта, но в същото време може да действа и като частично свързващо средство и контактния режим на графена е контакт от точка до лице, който може да свърже повърхността на активния материал, за да образува проводяща мрежа с голяма площ като основно тяло, но е трудно да се покрие напълно активният материал.Дори ако количеството добавен графен непрекъснато се увеличава, е трудно да се използва напълно активният материал и да се дифузират Li йони и да се влоши работата на електрода.Следователно тези три материала имат добра допълваща се тенденция.Смесването на сажди или въглеродни нанотръби с графен за изграждане на по-пълна проводима мрежа може допълнително да подобри цялостната производителност на електрода.

В допълнение, от гледна точка на графена, производителността на графена варира в зависимост от различните методи на приготвяне, в степента на редукция, размера на листа и съотношението на сажди, диспергируемостта и дебелината на електрода, всички те влияят на природата на проводими агенти значително.Сред тях, тъй като функцията на проводимия агент е да изгради проводяща мрежа за електронен транспорт, ако самият проводящ агент не е добре разпръснат, е трудно да се изгради ефективна проводяща мрежа.В сравнение с традиционния въглероден проводящ агент, графенът има ултра-висока специфична повърхност, а π-π спрегнатият ефект улеснява агломерирането при практически приложения.Следователно, как да накараме графена да образува добра дисперсионна система и да използваме пълноценно отличната му производителност е ключов проблем, който трябва да бъде решен при широкото приложение на графен.