Nykyisessä kaupallisessa litium-ioni-akkujärjestelmässä rajoittava tekijä on pääasiassa sähkönjohtavuus. Erityisesti positiivisen elektrodimateriaalin riittämätön johtavuus rajoittaa suoraan sähkökemiallisen reaktion aktiivisuutta. On tarpeen lisätä sopiva johtava aine materiaalin johtavuuden parantamiseksi ja johtavan verkon rakentamiseksi nopean kanavan aikaansaamiseksi elektronien kuljetukselle ja varmistaa, että aktiivista materiaalia käytetään kokonaan. Siksi johtava aine on myös välttämätön materiaali litiumioniparistossa suhteessa aktiiviseen materiaaliin.

Johtavan aineen suorituskyky riippuu suurelta osin materiaalien rakenteesta ja käytöstavoista, joissa se on kosketuksessa aktiivisen materiaalin kanssa. Yleisesti käytetyillä litiumioni -akkujen johtavilla aineilla on seuraavat ominaisuudet:

(1) Hiilimusta: Hiilimustan rakenne ilmaistaan ​​hiilimustan hiukkasten aggregaatioasteella ketjuun tai rypäleen muotoon. Hienot hiukkaset, tiheästi pakattu verkkoketju, suuri ominaispinta -ala ja yksikkömassa, jotka ovat hyödyllisiä ketjun johtavan rakenteen muodostamiseksi elektrodiin. Perinteisten johtavien aineiden edustajana Carbon Black on tällä hetkellä yleisimmin käytetty johtava aine. Haittana on, että hinta on korkea ja leviäminen on vaikeaa.

(2)Grafiitti: Johtavalle grafiittille on ominaista hiukkaskoko lähellä positiivisia ja negatiivisia aktiivisia materiaaleja, kohtalainen spesifinen pinta -ala ja hyvä sähkönjohtavuus. Se toimii akun johtavan verkon solmuna, ja negatiivisessa elektrodissa se ei voi vain parantaa johtavuutta, vaan myös kapasiteettia.

(3) P-LI: Super P-LI: lle on ominaista pieni hiukkaskoko, samanlainen kuin johtava hiilimusta, mutta kohtalainen ominaispinta-ala, etenkin akun oksien muodossa, mikä on erittäin edullinen johtavan verkon muodostamiselle. Haittana on, että hajoaminen on vaikeaa.

(4)Hiilinanoputket (CNT): CNT: t ovat johtavia aineita, jotka ovat viime vuosina syntyneet. Niiden halkaisija on yleensä noin 5 nm ja pituus 10-20um. Ne eivät voi toimia vain ”johtimina” johtavissa verkoissa, vaan niillä on myös kaksinkertainen elektrodikerroksen vaikutus antaa pelaamisen superkondensaattorien korkean korkojen ominaisuuksille. Sen hyvä lämmönjohtavuus edistää myös lämmön hajoamista akun latauksen ja purkauksen aikana, vähentää akun polarisaatiota, parantaa akun korkeaa ja matalaa lämpötilaa ja pidentää akun käyttöikää.

Johtavana aineena CNT: tä voidaan käyttää yhdessä erilaisten positiivisten elektrodimateriaalien kanssa materiaalin/akun kapasiteetin, nopeuden ja syklin suorituskyvyn parantamiseksi. Käytettäviä positiivisia elektrodimateriaaleja ovat: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, POLYMER Positiivinen elektrodi, LI3V2 (PO4) 3, mangaanioksidi ja vastaavat.

Muihin yleisiin johtaviin aineisiin verrattuna hiilinanoputkilla on monia etuja positiivisina ja negatiivisina johtavina aineina litiumioniparistoissa. Hiilinanoputkilla on korkea sähkönjohtavuus. Lisäksi CNT: llä on suuri kuvasuhde, ja alhaisempi lisäysmäärä voi saavuttaa perkolaatiokynnyksen, joka on samanlainen kuin muut lisäaineet (ylläpitää elektronien etäisyyttä yhdisteessä tai paikallisessa muuttoliikkeessä). Koska hiilinanoputket voivat muodostaa erittäin tehokkaan elektronien kuljetusverkon, pallomaisen hiukkasten lisäaineen kaltainen johtavuusarvo voidaan saavuttaa vain 0,2 painoprosenttia SWCNT: ää.

(5)Grafeenion uudentyyppinen kaksiulotteinen joustava tasomainen hiilimateriaali, jolla on erinomainen sähkö- ja lämmönjohtavuus. Rakenne antaa grafeenilevykerroksen tarttua aktiivisiin materiaalihiukkasiin ja tuottaa suuren määrän johtavia kosketuskohtia positiivisille ja negatiivisille elektrodien aktiivisten materiaalihiukkasille, jotta elektronit voidaan suorittaa kaksiulotteisessa tilassa suuren alueen johtavan verkon muodostamiseksi. Siksi sitä pidetään tällä hetkellä ihanteellisena johtavana edustajana.

Hiilimusta ja aktiivinen materiaali ovat pisteen kosketuksessa, ja ne voivat tunkeutua aktiivisen materiaalin hiukkasiin lisätäkseen aktiivisten materiaalien käyttöastetta kokonaan. Hiilinanoputket ovat pisteviiva-kosketuksessa, ja ne voidaan välittää aktiivisten materiaalien välillä verkkorakenteen muodostamiseksi, mikä ei vain lisää johtavuutta, samanaikaisesti se voi toimia myös osittaisena sitoutumisaineena, ja grafeenin kosketusmuoto on piste-face-kosketus, joka voi yhdistää aktiivisen materiaalin pinnan muodostamaan suuren alueen johtavan verkon pääkappaleena, mutta se on vaikea peittää kokonaan. Vaikka lisätyn grafeenin määrää kasvatetaan jatkuvasti, aktiivista materiaalia on vaikea käyttää kokonaan ja diffuusi Li -ioneja ja heikentää elektrodin suorituskykyä. Siksi näillä kolmella materiaalilla on hyvä täydentävä suuntaus. Hiilimustan tai hiilinanoputkien sekoittaminen grafeenin kanssa täydellisemmän johtavan verkon rakentamiseksi voi edelleen parantaa elektrodin kokonaistehtävää.

Lisäksi grafeenin näkökulmasta grafeenin suorituskyky vaihtelee erilaisista valmistusmenetelmistä, pelkistysasteessa, arkin koossa ja hiilimustan suhteessa, dispergaatiossa ja elektrodin paksuus vaikuttavat suuresti johtavien aineiden luonteeseen. Niiden joukossa, koska johtavan aineen tehtävänä on rakentaa johtavaa verkkoa elektronikuljetukseen, jos johtavaa ainetta ei ole hyvin hajautettu, tehokkaan johtavan verkon rakentaminen on vaikeaa. Verrattuna perinteiseen hiilimusta johtava aine, grafeenilla on erittäin korkean spesifinen pinta-ala, ja π-π-konjugaattivaikutus helpottaa agglomeraation käytännön sovelluksissa. Siksi grafeenin muodostaminen hyvä dispersiojärjestelmä ja hyödyntämällä sen erinomaista suorituskykyä on keskeinen ongelma, joka on ratkaistava grafeenin laajalle levinneessä sovelluksessa.