U trenutnom komercijalnom sistemu litijum-jonskih baterija, ograničavajući faktor je uglavnom električna provodljivost.Konkretno, nedovoljna provodljivost materijala pozitivne elektrode direktno ograničava aktivnost elektrohemijske reakcije.Neophodno je dodati odgovarajući provodljivi agens kako bi se poboljšala provodljivost materijala i izgradila provodljiva mreža kako bi se obezbijedio brzi kanal za transport elektrona i osiguralo da se aktivni materijal u potpunosti iskoristi.Stoga je provodljivo sredstvo također nezamjenjiv materijal u litijum-jonskoj bateriji u odnosu na aktivni materijal.

Učinak provodnog sredstva u velikoj mjeri ovisi o strukturi materijala i načinu na koji je u kontaktu s aktivnim materijalom.Obično korišteni provodljivi agensi za litijum-jonske baterije imaju sljedeće karakteristike:

(1) Čađa: Struktura čađe izražava se stepenom agregacije čestica čađe u lanac ili oblik grožđa.Fine čestice, gusto zbijeni mrežni lanac, velika specifična površina i jedinica mase, koji su korisni za formiranje lančane provodljive strukture u elektrodi.Kao predstavnik tradicionalnih provodljivih agenasa, čađa je trenutno najčešće korišteno provodljivo sredstvo.Nedostatak je što je cijena visoka i teško se raspršuje.

(2)Grafit: Konduktivni grafit karakterizira veličina čestica bliska onoj pozitivnih i negativnih aktivnih materijala, umjerena specifična površina i dobra električna provodljivost.Djeluje kao čvor vodljive mreže u bateriji, au negativnoj elektrodi ne samo da može poboljšati provodljivost, već i kapacitet.

(3) P-Li: Super P-Li karakterizira mala veličina čestica, slična provodljivoj čađi, ali umjerena specifična površina, posebno u obliku grana u bateriji, što je vrlo povoljno za formiranje provodljive mreže.Nedostatak je što se teško raspršuje.

(4)Ugljične nanocijevi (CNT): CNT su provodljivi agensi koji su se pojavili posljednjih godina.Obično imaju prečnik od oko 5nm i dužinu od 10-20um.Oni ne samo da mogu djelovati kao "žice" u vodljivim mrežama, već imaju i efekat dvostrukog sloja elektrode kako bi se poigrale karakteristike visoke brzine superkondenzatora.Njegova dobra toplotna provodljivost je takođe pogodna za rasipanje toplote tokom punjenja i pražnjenja baterije, smanjuje polarizaciju baterije, poboljšava performanse baterije na visokim i niskim temperaturama i produžava životni vek baterije.

Kao provodljivo sredstvo, CNT se može koristiti u kombinaciji sa različitim materijalima pozitivnih elektroda kako bi se poboljšao kapacitet, brzina i performanse ciklusa materijala/baterije.Materijali pozitivnih elektroda koji se mogu koristiti uključuju: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polimernu pozitivnu elektrodu, Li3V2(PO4)3, mangan oksid i slično.

U poređenju sa drugim uobičajenim provodljivim agensima, ugljenične nanocevi imaju mnoge prednosti kao pozitivni i negativni provodljivi agensi za litijum-jonske baterije.Ugljične nanocijevi imaju visoku električnu provodljivost.Osim toga, CNT imaju veliki omjer širine i visine, a niža količina dodavanja može postići prag perkolacije sličan drugim aditivima (održavanje udaljenosti elektrona u spoju ili lokalna migracija).Pošto ugljenične nanocevi mogu da formiraju visokoefikasnu mrežu za transport elektrona, vrednost provodljivosti slična onoj kod aditiva sfernih čestica može se postići sa samo 0,2 tež.% SWCNT.

(5)Grafenje nova vrsta dvodimenzionalnog fleksibilnog planarnog karbonskog materijala sa odličnom električnom i toplotnom provodljivošću.Struktura omogućava sloju grafenske ploče da se prianja na čestice aktivnog materijala i obezbjeđuje veliki broj vodljivih kontaktnih mjesta za čestice aktivnog materijala pozitivne i negativne elektrode, tako da se elektroni mogu provoditi u dvodimenzionalnom prostoru kako bi formirali vodljiva mreža velike površine.Stoga se trenutno smatra idealnim provodljivim sredstvom.

Čađa i aktivni materijal su u kontaktu i mogu prodrijeti u čestice aktivnog materijala kako bi se u potpunosti povećao omjer iskorištenja aktivnih materijala.Ugljične nanocijevi su u tačkom kontaktu i mogu se raspršiti između aktivnih materijala da formiraju mrežnu strukturu, koja ne samo da povećava vodljivost, istovremeno može djelovati i kao djelomično vezivno sredstvo i kontaktni način grafena je kontakt tačka-u-lice, koji može povezati površinu aktivnog materijala kako bi se formirala vodljiva mreža velike površine kao glavno tijelo, ali je teško u potpunosti pokriti aktivni materijal.Čak i ako se količina dodanog grafena kontinuirano povećava, teško je u potpunosti iskoristiti aktivni materijal, difuzirati Li ione i pogoršati performanse elektrode.Stoga ova tri materijala imaju dobar komplementaran trend.Miješanje čađe ili ugljičnih nanocijevi s grafenom za izgradnju potpunije provodljive mreže može dodatno poboljšati ukupne performanse elektrode.

Osim toga, iz perspektive grafena, performanse grafena variraju od različitih metoda pripreme, u stepenu redukcije, veličini lima i omjeru čađe, disperzibilnosti i debljini elektrode sve utječe na prirodu provodnih agenasa u velikoj mjeri.Među njima, budući da je funkcija provodnog agensa da konstruiše provodnu mrežu za transport elektrona, ako sam provodni agens nije dobro raspršen, teško je konstruisati efikasnu provodnu mrežu.U poređenju sa tradicionalnim provodljivim agensom čađe, grafen ima ultra-visoku specifičnu površinu, a π-π konjugirani efekat olakšava aglomeraciju u praktičnim primenama.Stoga je ključni problem koji treba riješiti u širokoj primjeni grafena kako napraviti dobar disperzioni sistem i u potpunosti iskoristiti njegove odlične performanse.