Στο σημερινό εμπορικό σύστημα μπαταρίας ιόντων λιθίου, ο περιοριστικός παράγοντας είναι κυρίως η ηλεκτρική αγωγιμότητα. Συγκεκριμένα, η ανεπαρκής αγωγιμότητα του θετικού υλικού ηλεκτροδίου περιορίζει άμεσα τη δραστικότητα της ηλεκτροχημικής αντίδρασης. Είναι απαραίτητο να προσθέσετε έναν κατάλληλο αγώγιμο παράγοντα για την ενίσχυση της αγωγιμότητας του υλικού και την κατασκευή του αγώγιμου δικτύου για να παρέχει ένα γρήγορο κανάλι για μεταφορά ηλεκτρονίων και διασφαλίζει ότι το ενεργό υλικό χρησιμοποιείται πλήρως. Ως εκ τούτου, ο αγώγιμος παράγοντας είναι επίσης ένα απαραίτητο υλικό στην μπαταρία ιόντων λιθίου σε σχέση με το ενεργό υλικό.

Η απόδοση ενός αγώγιμου παράγοντα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη δομή των υλικών και τους τρόπους στους οποίους έρχεται σε επαφή με το ενεργό υλικό. Οι συνηθισμένοι αγώνες μπαταρίας ιόντων λιθίου έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

(1) Black Carbon: Η δομή του μαύρου άνθρακα εκφράζεται από το βαθμό συσσωμάτωσης μαύρων σωματιδίων άνθρακα σε αλυσίδα ή σχήμα σταφυλιών. Τα λεπτά σωματίδια, η πυκνά συσκευασμένη αλυσίδα δικτύου, η μεγάλη ειδική επιφάνεια και η μάζα της μονάδας, τα οποία είναι ευεργετικά για να σχηματίσουν μια αλυσίδα αγώγιμη δομή στο ηλεκτρόδιο. Ως εκπρόσωπος των παραδοσιακών αγώγιμων παραγόντων, ο Carbon Black είναι σήμερα ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος αγώγιμος παράγοντας. Το μειονέκτημα είναι ότι η τιμή είναι υψηλή και είναι δύσκολο να διασκορπιστεί.

(2)Γραφίτης: Ο αγώγιμος γραφίτης χαρακτηρίζεται από μέγεθος σωματιδίων κοντά σε αυτό των θετικών και αρνητικών ενεργών υλικών, μια μέτρια ειδική επιφάνεια και καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Λειτουργεί ως κόμβος του αγώγιμου δικτύου στην μπαταρία και στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, μπορεί όχι μόνο να βελτιώσει την αγωγιμότητα, αλλά και την ικανότητα.

(3) P-Li: Το Super P-Li χαρακτηρίζεται από μικρό μέγεθος σωματιδίων, παρόμοιο με τον αγώγιμο μαύρο άνθρακα, αλλά τη μέτρια ειδική επιφάνεια, ειδικά με τη μορφή κλάδων στην μπαταρία, η οποία είναι πολύ επωφελής για τη δημιουργία ενός αγώγιμου δικτύου. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι δύσκολο να διασκορπιστεί.

(4)Νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs): Τα CNT είναι αγώγιμοι παράγοντες που έχουν προκύψει τα τελευταία χρόνια. Έχουν γενικά διάμετρο περίπου 5nm και μήκος 10-20um. Μπορούν όχι μόνο να λειτουργούν ως "καλώδια" σε αγώγιμα δίκτυα, αλλά επίσης να έχουν φαινόμενο διπλού ηλεκτροδίου στρώματος για να δώσουν παιχνίδι στα χαρακτηριστικά υψηλού ρυθμού των υπερκαταναλωτών. Η καλή θερμική αγωγιμότητά του είναι επίσης ευνοϊκή για τη διάχυση της θερμότητας κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκκένωσης της μπαταρίας, τη μείωση της πόλωσης της μπαταρίας, τη βελτίωση της απόδοσης της μπαταρίας υψηλής και της χαμηλής θερμοκρασίας και την επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας.

Ως αγώγιμος παράγοντας, τα CNTs μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με διάφορα θετικά υλικά ηλεκτροδίων για τη βελτίωση της ικανότητας, του ρυθμού και της απόδοσης του υλικού/της μπαταρίας. Τα θετικά υλικά ηλεκτροδίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιλαμβάνουν: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, POLYMER DETIVERY ELCHT, LI3V2 (PO4) 3, οξείδιο του μαγγανίου και τα παρόμοια.

Σε σύγκριση με άλλους κοινούς αγώγιμους παράγοντες, οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν πολλά πλεονεκτήματα ως θετικοί και αρνητικοί αγώγιμοι παράγοντες για μπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Επιπλέον, τα CNTs έχουν μεγάλη αναλογία διαστάσεων και η χαμηλότερη ποσότητα προσθήκης μπορεί να επιτύχει ένα όριο διήθησης παρόμοιο με άλλα πρόσθετα (διατηρώντας την απόσταση των ηλεκτρονίων στην ένωση ή την τοπική μετανάστευση). Δεδομένου ότι οι νανοσωλήνες άνθρακα μπορούν να σχηματίσουν ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρονίων, μπορεί να επιτευχθεί μια τιμή αγωγιμότητας παρόμοια με αυτή ενός πρόσθετου σφαιρικού σωματιδίου με μόνο 0,2% κ.β.

(5)Γραφένιοείναι ένας νέος τύπος δισδιάστατου εύκαμπτου επιπέδου υλικού άνθρακα με εξαιρετική ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα. Η δομή επιτρέπει στο στρώμα φύλλου γραφένιου να προσκολλάται στα σωματίδια του ενεργού υλικού και να παρέχει μεγάλο αριθμό αγώγιμων θέσεων επαφής για τα θετικά και αρνητικά σωματίδια ενεργού υλικού ηλεκτροδίου, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να μπορούν να διεξάγονται σε ένα δισδιάστατο χώρο για να σχηματίσουν ένα αγώγιμο δίκτυο μεγάλης περιοχής. Έτσι θεωρείται ως ο ιδανικός αγώγιμος πράκτορας επί του παρόντος.

Το μαύρο άνθρακα και το ενεργό υλικό είναι σε επαφή με σημείο και μπορούν να διεισδύσουν στα σωματίδια του ενεργού υλικού για να αυξήσουν πλήρως τον λόγο χρήσης των ενεργών υλικών. Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι σε επαφή με τη γραμμή σημείων και μπορούν να διασπαστούν μεταξύ των ενεργών υλικών για να σχηματίσουν μια δομή δικτύου, η οποία όχι μόνο αυξάνει την αγωγιμότητα, ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως ένας μερικός παράγοντας συγκόλλησης και ο τρόπος επαφής του graphene είναι η επαφή από το πρόσωπο, το οποίο μπορεί να συνδέσει την επιφάνεια του ενεργού υλικού για να σχηματίσει ένα μεγάλο δίκτυο του αγωγού ως κύριο σώμα, αλλά είναι δύσκολο να καλύψει το ενεργό υλικό. Ακόμη και αν η ποσότητα του προστιθέμενου graphene αυξάνεται συνεχώς, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί πλήρως το ενεργό υλικό και να διαχέονται τα ιόντα LI και να επιδεινωθούν η απόδοση του ηλεκτροδίου. Ως εκ τούτου, αυτά τα τρία υλικά έχουν μια καλή συμπληρωματική τάση. Η ανάμειξη των νανοσωλήνων με άνθρακα ή άνθρακα με graphene για την κατασκευή ενός πληρέστερου αγώγιμου δικτύου μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τη συνολική απόδοση του ηλεκτροδίου.

Επιπλέον, από την άποψη του γραφένιου, η απόδοση του graphene ποικίλλει από διαφορετικές μεθόδους παρασκευής, στον βαθμό μείωσης, το μέγεθος του φύλλου και την αναλογία του μαύρου άνθρακα, της διασποράς και του πάχους του ηλεκτροδίου επηρεάζουν πολύ τις φύσεις των αγώγιμων παραγόντων. Μεταξύ αυτών, δεδομένου ότι η λειτουργία του αγώγιμου παράγοντα είναι να κατασκευαστεί ένα αγώγιμο δίκτυο για τη μεταφορά ηλεκτρονίων, εάν ο αγώνας του ίδιου δεν είναι καλά διασκορπισμένη, είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ένα αποτελεσματικό αγώγιμο δίκτυο. Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό αγώγιμο παράγοντα άνθρακα, το graphene έχει μια εξαιρετικά υψηλή ειδική επιφάνεια και το φαινόμενο συζευγμένου π-π διευκολύνει την συσσώρευση σε πρακτικές εφαρμογές. Επομένως, πώς να κάνετε το graphene σχηματίζει ένα καλό σύστημα διασποράς και να χρησιμοποιήσετε πλήρως την εξαιρετική απόδοσή του είναι ένα βασικό πρόβλημα που πρέπει να λυθεί στην ευρεία εφαρμογή του graphene.