I det nuværende kommercielle lithium-ion batterisystem er den begrænsende faktor hovedsageligt den elektriske ledningsevne.Især den utilstrækkelige ledningsevne af det positive elektrodemateriale begrænser direkte aktiviteten af ​​den elektrokemiske reaktion.Det er nødvendigt at tilføje et passende ledende middel for at forbedre ledningsevnen af ​​materialet og konstruere det ledende netværk for at tilvejebringe en hurtig kanal til elektrontransport og sikre, at det aktive materiale udnyttes fuldt ud.Derfor er det ledende middel også et uundværligt materiale i lithium-ion-batteriet i forhold til det aktive materiale.

Ydeevnen af ​​et ledende middel afhænger i høj grad af materialernes struktur og måden, hvorpå det er i kontakt med det aktive materiale.Almindeligt anvendte ledende lithium-ion-batterier har følgende egenskaber:

(1) Carbon black: Strukturen af ​​kønrøg udtrykkes ved graden af ​​aggregation af kønrøg partikler til en kæde eller en drueform.De fine partikler, den tætpakkede netværkskæde, det store specifikke overfladeareal og enhedsmassen, som er gavnlige til at danne en kædeledende struktur i elektrode.Som en repræsentant for traditionelle ledende midler er carbon black i øjeblikket det mest udbredte ledende middel.Ulempen er, at prisen er høj, og den er svær at sprede.

(2)Grafit: Ledende grafit er kendetegnet ved en partikelstørrelse tæt på de positive og negative aktive materialer, et moderat specifikt overfladeareal og god elektrisk ledningsevne.Det fungerer som en knude på det ledende netværk i batteriet, og i den negative elektrode kan det ikke kun forbedre ledningsevnen, men også kapaciteten.

(3) P-Li: Super P-Li er karakteriseret ved lille partikelstørrelse, svarende til ledende kønrøg, men moderat specifikt overfladeareal, især i form af grene i batteriet, hvilket er meget fordelagtigt til at danne et ledende netværk.Ulempen er, at den er svær at sprede.

(4)Carbon nanorør (CNT'er): CNT'er er ledende midler, der er opstået i de senere år.De har generelt en diameter på omkring 5nm og en længde på 10-20um.De kan ikke kun fungere som "ledninger" i ledende netværk, men har også dobbelt elektrodelagseffekt for at give spil til superkondensatorernes højhastighedsegenskaber.Dens gode varmeledningsevne er også befordrende for varmeafledning under batteriopladning og -afladning, reducerer batteripolarisering, forbedrer batteriets ydeevne ved høje og lave temperaturer og forlænger batteriets levetid.

Som et ledende middel kan CNT'er bruges i kombination med forskellige positive elektrodematerialer for at forbedre kapaciteten, hastigheden og cyklusydelsen af ​​materiale/batteri.De positive elektrodematerialer, der kan anvendes, omfatter: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polymer positiv elektrode, Li3V2(PO4)3, manganoxid og lignende.

Sammenlignet med andre almindelige ledende midler har kulstofnanorør mange fordele som positive og negative ledende midler til lithium-ion-batterier.Carbon nanorør har en høj elektrisk ledningsevne.Derudover har CNT'er stort aspektforhold, og lavere tilsætningsmængde kan opnå en perkolationstærskel svarende til andre additiver (vedligeholdelse af afstanden mellem elektroner i forbindelsen eller lokal migration).Da kulstofnanorør kan danne et meget effektivt elektrontransportnetværk, kan en konduktivitetsværdi svarende til den for et sfærisk partikeladditiv opnås med kun 0,2 vægt% SWCNT'er.

(5)Grafener en ny type todimensionelt fleksibelt plan kulstofmateriale med fremragende elektrisk og termisk ledningsevne.Strukturen tillader, at grafenpladelaget klæber til de aktive materialepartikler og giver et stort antal ledende kontaktsteder for de positive og negative elektrodeaktive materialepartikler, således at elektronerne kan ledes i et todimensionelt rum for at danne en ledende netværk med stort område.Derfor betragtes det som det ideelle ledende middel i øjeblikket.

Kønrøgen og det aktive materiale er i punktkontakt og kan trænge ind i partiklerne af det aktive materiale for fuldt ud at øge udnyttelsesforholdet af de aktive materialer.Kulstof-nanorørene er i punktlinjekontakt og kan indskydes mellem de aktive materialer for at danne en netværksstruktur, som ikke kun øger ledningsevnen, samtidig kan den også fungere som et delvist bindemiddel og grafenens kontakttilstand. er punkt-til-ansigt kontakt, som kan forbinde overfladen af ​​det aktive materiale til at danne et ledende netværk med stort område som hovedlegeme, men det er vanskeligt helt at dække det aktive materiale.Selvom mængden af ​​tilsat grafen kontinuerligt øges, er det vanskeligt fuldstændigt at udnytte det aktive materiale og sprede Li-ioner og forringe elektrodeydelsen.Derfor har disse tre materialer en god komplementær tendens.Blanding af carbon black eller carbon nanorør med grafen for at konstruere et mere komplet ledende netværk kan yderligere forbedre elektrodens overordnede ydeevne.

Derudover, set fra grafens perspektiv, varierer grafens ydeevne fra forskellige fremstillingsmetoder, i graden af ​​reduktion, størrelsen af ​​arket og forholdet mellem kønrøg, dispergerbarheden og tykkelsen af ​​elektroden alle påvirker naturens natur. af ledende midler i høj grad.Blandt dem, da det ledende middels funktion er at konstruere et ledende netværk til elektrontransport, er det vanskeligt at konstruere et effektivt ledende netværk, hvis selve det ledende middel ikke er godt spredt.Sammenlignet med det traditionelle ledende carbon black-middel har grafen et ultrahøjt specifikt overfladeareal, og π-π-konjugateffekten gør det lettere at agglomerere i praktiske applikationer.Derfor er hvordan man får grafen til at danne et godt spredningssystem og udnytter dets fremragende ydeevne et nøgleproblem, der skal løses i den udbredte anvendelse af grafen.