En el sistema comercial actual de bateries d'ions de liti, el factor limitant és principalment la conductivitat elèctrica.En particular, la conductivitat insuficient del material de l'elèctrode positiu limita directament l'activitat de la reacció electroquímica.Cal afegir un agent conductor adequat per millorar la conductivitat del material i construir la xarxa conductora per proporcionar un canal ràpid per al transport d'electrons i garantir que el material actiu s'utilitza plenament.Per tant, l'agent conductor també és un material indispensable a la bateria d'ions de liti en relació amb el material actiu.

El rendiment d'un agent conductor depèn en gran mesura de l'estructura dels materials i de les maneres en què està en contacte amb el material actiu.Els agents conductors de bateries d'ions de liti utilitzats habitualment tenen les característiques següents:

(1) Negre de carboni: l'estructura del negre de carboni s'expressa pel grau d'agregació de partícules de negre de carboni en una cadena o forma de raïm.Les partícules fines, la cadena de xarxa densament empaquetada, la gran superfície específica i la massa unitària, que són beneficioses per formar una estructura conductora de cadena a l'elèctrode.Com a representant dels agents conductors tradicionals, el negre de carboni és actualment l'agent conductor més utilitzat.El desavantatge és que el preu és alt i és difícil de dispersar.

(2)Grafit: El grafit conductor es caracteritza per una mida de partícula propera a la dels materials actius positius i negatius, una superfície específica moderada i una bona conductivitat elèctrica.Actua com un node de la xarxa conductora a la bateria i, a l'elèctrode negatiu, no només pot millorar la conductivitat, sinó també la capacitat.

(3) P-Li: Super P-Li es caracteritza per una mida de partícula petita, similar al negre de carboni conductor, però una superfície específica moderada, especialment en forma de branques a la bateria, que és molt avantatjosa per formar una xarxa conductora.El desavantatge és que és difícil de dispersar.

(4)Nanotubs de carboni (CNT): Els CNT són agents conductors que han sorgit en els darrers anys.Generalment tenen un diàmetre d'uns 5 nm i una longitud de 10-20um.No només poden actuar com a "cables" en xarxes conductores, sinó que també tenen un efecte de doble capa d'elèctrode per donar joc a les característiques d'alta velocitat dels supercondensadors.La seva bona conductivitat tèrmica també afavoreix la dissipació de calor durant la càrrega i descàrrega de la bateria, redueix la polarització de la bateria, millora el rendiment de la bateria a alta i baixa temperatura i allarga la vida útil de la bateria.

Com a agent conductor, els CNT es poden utilitzar en combinació amb diversos materials d'elèctrode positiu per millorar la capacitat, la velocitat i el rendiment del cicle del material/bateria.Els materials d'elèctrode positiu que es poden utilitzar inclouen: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, elèctrode positiu de polímer, Li3V2(PO4)3, òxid de manganès i similars.

En comparació amb altres agents conductors comuns, els nanotubs de carboni tenen molts avantatges com a agents conductors positius i negatius per a bateries d'ions de liti.Els nanotubs de carboni tenen una alta conductivitat elèctrica.A més, els CNT tenen una gran relació d'aspecte i una quantitat d'addició més baixa pot aconseguir un llindar de percolació similar a altres additius (mantenint la distància dels electrons al compost o la migració local).Com que els nanotubs de carboni poden formar una xarxa de transport d'electrons altament eficient, es pot aconseguir un valor de conductivitat similar al d'un additiu de partícules esfèriques amb només un 0,2% en pes de SWCNTs.

(5)Grafèés un nou tipus de material de carboni planar flexible bidimensional amb una excel·lent conductivitat elèctrica i tèrmica.L'estructura permet que la capa de làmina de grafè s'adhereixi a les partícules de material actiu i proporcioni un gran nombre de llocs de contacte conductors per a les partícules de material actiu de l'elèctrode positiu i negatiu, de manera que els electrons es puguin conduir en un espai bidimensional per formar un xarxa conductora de gran àrea.Per tant, actualment es considera l'agent conductor ideal.

El negre de carboni i el material actiu estan en contacte puntual i poden penetrar a les partícules del material actiu per augmentar completament la relació d'utilització dels materials actius.Els nanotubs de carboni estan en contacte de línia puntual i es poden intercalar entre els materials actius per formar una estructura de xarxa, que no només augmenta la conductivitat, al mateix temps, també pot actuar com a agent d'enllaç parcial i el mode de contacte del grafè. és un contacte punt a cara, que pot connectar la superfície del material actiu per formar una xarxa conductora de gran àrea com a cos principal, però és difícil cobrir completament el material actiu.Fins i tot si la quantitat de grafè afegit augmenta contínuament, és difícil utilitzar completament el material actiu i difondre els ions Li i deteriorar el rendiment de l'elèctrode.Per tant, aquests tres materials tenen una bona tendència complementària.La barreja de negre de carboni o nanotubs de carboni amb grafè per construir una xarxa conductora més completa pot millorar encara més el rendiment global de l'elèctrode.

A més, des de la perspectiva del grafè, el rendiment del grafè varia segons els diferents mètodes de preparació, en el grau de reducció, la mida de la làmina i la proporció de negre de carboni, la dispersibilitat i el gruix de l'elèctrode afecten la naturalesa. d'agents conductors en gran mesura.Entre ells, com que la funció de l'agent conductor és construir una xarxa conductora per al transport d'electrons, si el propi agent conductor no està ben dispers, és difícil construir una xarxa conductora eficaç.En comparació amb l'agent conductor tradicional de negre de carboni, el grafè té una superfície específica molt elevada i l'efecte conjugat π-π facilita l'aglomeració en aplicacions pràctiques.Per tant, com fer que el grafè formi un bon sistema de dispersió i aprofitar al màxim el seu excel·lent rendiment és un problema clau que cal resoldre en l'aplicació generalitzada del grafè.