En el sistema de bateries d'ions de liti actual, 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 garanteix que el material actiu s’utilitzi completament. Per tant, l’agent conductor també és un material indispensable a la bateria d’ions de liti respecte al material actiu.

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

(1) Negre de carboni: l'estructura del negre de carboni s'expressa pel grau d'agregació de partícules negres de carboni en una cadena o en forma de raïm. Les partícules fines, la cadena de xarxa densament envasada, la gran superfície específica i la massa d’unitat, que són beneficioses per formar una estructura conductora en cadena en l’elèctrode. Com a representant dels agents conductors tradicionals, el negre de carboni és actualment l’agent conductor més utilitzat. L’inconvenient és que el preu és alt i és difícil 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 la mida de les partícules petites, similar a la superfície de carboni conductor, però moderada superfície específica, especialment en forma de branques de la bateria, molt avantatjosa per formar una xarxa conductora. L’inconvenient és que és difícil dispersar.

(4)Nanotubs de carboni (CNTs): Les CNT són agents conductors sorgits en els darrers anys. Generalment tenen un diàmetre d’uns 5nm i una longitud de 10-20um. No només poden actuar com a “cables” a les xarxes conductores, sinó que també tenen un efecte de doble capa d’elèctrodes per donar joc a les característiques d’alt nivell dels superconjunts. La seva bona conductivitat tèrmica també és propici per a la dissipació de la calor durant la càrrega i la descàrrega de la bateria, redueix la polarització de la bateria, milloren el rendiment de la bateria i la baixa temperatura i amplien la durada de la bateria.

Com a agent conductor, els CNT es poden utilitzar en combinació amb diversos materials d’elèctrodes positius per millorar la capacitat, la velocitat i el rendiment del cicle de material/bateria. Els materials d’elèctrodes positius que es poden utilitzar inclouen: LiCoo2, Limn2O4, LifePO4, elèctrode Polímer Positive, 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 les bateries d’ions de liti. Els nanotubs de carboni tenen una conductivitat elèctrica elevada. A més, les CNT tenen una gran proporció d’aspecte i una quantitat d’addició inferior pot aconseguir un llindar de percolació similar a altres additius (mantenint la distància d’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 xapa de grafè s’adhereixi a les partícules de material actiu i proporciona un gran nombre de llocs de contacte conductors per a les partícules de material actiu d’elèctrodes positius i negatius, de manera que els electrons es poden realitzar en un espai bidimensional per formar una xarxa conductora de gran àrea. Per tant, es considera actualment l’agent conductor ideal.

El negre de carboni i el material actiu estan en contacte puntual i poden penetrar en les partícules del material actiu per augmentar completament la relació d’utilització dels materials actius. Els nanotubs de carboni estan en contacte en línia de punt i es poden intercalar entre els materials actius per formar una estructura de xarxa, que no només augmenta la conductivitat, alhora, també pot actuar com a agent d’enllaç parcial, i el mode de contacte és de grafè, que pot connectar la superfície del material actiu per formar una xarxa conductora de gran superfície com a cos principal, però és difícil cobrir el material actiu. Tot i que la quantitat de grafene afegida s’incrementa contínuament, és difícil utilitzar completament el material actiu i difondre ions LI i deteriorar el rendiment de l’elèctrode. Per tant, aquests tres materials tenen una bona tendència complementària. La barreja de nanotubs de carboni o 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 de diferents mètodes de preparació, en el grau de reducció, la mida del full i la relació de negre de carboni, la dispersibilitat i el gruix de l’elèctrode afecten molt les naturaleses conductives. Entre ells, atès 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 dispersat, és difícil construir una xarxa conductora eficaç. En comparació amb l’agent conductor de carboni negre de carboni, el grafè té una superfície específica ultra alta i l’efecte conjugat π-π facilita l’aglomeració en aplicacions pràctiques. Per tant, com fer el formulari de grafè un bon sistema de dispersió i fer un ús complet del seu excel·lent rendiment és un problema clau que cal resoldre en l’aplicació generalitzada del grafè.