Nykyisessä kaupallisessa litiumioniakkujärjestelmässä rajoittava tekijä on pääasiassa sähkönjohtavuus.Erityisesti positiivisen elektrodimateriaalin riittämätön johtavuus rajoittaa suoraan sähkökemiallisen reaktion aktiivisuutta.On tarpeen lisätä sopivaa johtavaa ainetta materiaalin johtavuuden parantamiseksi ja johtavan verkon rakentamiseksi tarjoamaan nopea kanava elektronien kuljetukselle ja varmistamaan, että aktiivinen materiaali hyödynnetään täysin.Siksi johtava aine on myös välttämätön materiaali litiumioniakussa suhteessa aktiiviseen materiaaliin.

Johtavan aineen suorituskyky riippuu suuressa määrin materiaalien rakenteesta ja tavoista, joilla se on kosketuksessa aktiivisen materiaalin kanssa.Yleisesti käytetyillä litiumioniakkujen johtavilla aineilla on seuraavat ominaisuudet:

(1) Hiilimusta: Nokimustan rakenne ilmaistaan ​​hiilimustahiukkasten aggregoitumisasteella ketjuksi tai rypäleen muotoon.Hienot hiukkaset, tiheästi pakattu verkkoketju, suuri ominaispinta-ala ja yksikkömassa ovat hyödyllisiä muodostamaan ketjua johtavan rakenteen elektrodiin.Perinteisten johtavien aineiden edustajana hiilimusta on tällä hetkellä yleisimmin käytetty johtava aine.Haittapuolena on korkea hinta ja vaikea hajottaa.

(2)Grafiitti: Johtavalle grafiitille on ominaista hiukkaskoko, joka on lähellä positiivisten ja negatiivisten aktiivisten materiaalien hiukkaskokoa, kohtalainen ominaispinta-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, joka muistuttaa johtavaa hiilimustaa, mutta kohtalainen ominaispinta-ala, erityisesti haarojen muodossa akussa, mikä on erittäin edullista johtavan verkon muodostamisessa.Haittana on, että sitä on vaikea hajottaa.

(4)Hiilinanoputket (CNT): CNT:t ovat johtavia aineita, joita on ilmaantunut viime vuosina.Niiden halkaisija on yleensä noin 5 nm ja pituus 10-20 um.Ne eivät voi toimia vain "johtoina" johtavissa verkoissa, vaan niillä on myös kaksinkertainen elektrodikerrosvaikutus, joka antaa pelin superkondensaattorien korkean nopeuden ominaisuuksille.Sen hyvä lämmönjohtavuus edistää myös lämmön hajoamista akun latauksen ja purkamisen aikana, vähentää akun polarisaatiota, parantaa akun suorituskykyä korkeassa ja alhaisessa lämpötilassa ja pidentää akun käyttöikää.

Johtavana aineena CNT:itä voidaan käyttää yhdessä erilaisten positiivisten elektrodimateriaalien kanssa materiaalin/akun kapasiteetin, nopeuden ja syklin suorituskyvyn parantamiseksi.Positiivisia elektrodimateriaaleja, joita voidaan käyttää, ovat: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polymeeripositiivinen elektrodi, Li3V2(PO4)3, mangaanioksidi ja vastaavat.

Muihin yleisiin johtaviin aineisiin verrattuna hiilinanoputkilla on monia etuja litiumioniakkujen positiivisina ja negatiivisina johtavina aineina.Hiilinanoputkilla on korkea sähkönjohtavuus.Lisäksi CNT:illä on suuri kuvasuhde, ja pienemmällä lisäysmäärällä voidaan saavuttaa samanlainen perkolaatiokynnys kuin muilla lisäaineilla (säilyttää elektronien etäisyys yhdisteessä tai paikallinen migraatio).Koska hiilinanoputket voivat muodostaa erittäin tehokkaan elektroninsiirtoverkon, pallomaisen hiukkaslisäaineen johtavuusarvo voidaan saavuttaa vain 0,2 painoprosentilla SWCNT:itä.

(5)Grafeenion uudenlainen kaksiulotteinen joustava tasomainen hiilimateriaali, jolla on erinomainen sähkön- ja lämmönjohtavuus.Rakenne mahdollistaa grafeenilevykerroksen kiinnittymisen aktiivisen materiaalin hiukkasiin ja tarjoaa suuren määrän johtavia kosketuskohtia positiivisen ja negatiivisen elektrodin aktiivisen materiaalin hiukkasille, jotta elektronit voidaan johtaa kaksiulotteisessa tilassa muodostaen laaja-alainen johtava verkko.Siksi sitä pidetään tällä hetkellä ihanteellisena johtavana aineena.

Himusta ja aktiivinen materiaali ovat pistekosketuksessa ja voivat tunkeutua aktiivisen materiaalin hiukkasiin lisätäkseen täysin aktiivisten aineiden käyttösuhdetta.Hiilinanoputket ovat pisteviivakosketuksessa, ja ne voidaan jakaa aktiivisten materiaalien väliin muodostamaan verkkorakenteen, joka ei vain lisää johtavuutta, Samalla se voi toimia myös osittaisena sideaineena ja grafeenin kosketusmuotona. on point-to-face kosketus, joka voi yhdistää aktiivisen materiaalin pinnan muodostaen laajan alueen johtavan verkon päärunkoon, mutta aktiivista materiaalia on vaikea peittää kokonaan.Vaikka lisättävän grafeenin määrää jatkuvasti kasvatetaan, on vaikeaa hyödyntää aktiivista materiaalia kokonaan ja hajottaa Li-ioneja ja heikentää elektrodin suorituskykyä.Siksi näillä kolmella materiaalilla on hyvä toisiaan täydentävä suuntaus.Hiilimustan tai hiilinanoputkien sekoittaminen grafeeniin täydellisemmän johtavan verkon rakentamiseksi voi edelleen parantaa elektrodin yleistä suorituskykyä.

Lisäksi grafeenin näkökulmasta grafeenin suorituskyky vaihtelee eri valmistusmenetelmien mukaan, pelkistysaste, levyn koko ja hiilimustan suhde, dispergoituvuus ja elektrodin paksuus vaikuttavat kaikki luonteisiin. johtavia aineita suuresti.Niiden joukossa, koska johtavan aineen tehtävänä on rakentaa johtava verkko elektronien siirtoa varten, jos itse johtava aine ei ole hyvin dispergoitunut, on vaikeaa rakentaa tehokasta johtavaa verkkoa.Perinteiseen nokimustaan ​​johtavaan aineeseen verrattuna grafeenilla on erittäin suuri ominaispinta-ala, ja π-π-konjugaattivaikutus helpottaa agglomeroimista käytännön sovelluksissa.Siksi grafeenin saaminen muodostamaan hyvä dispersiojärjestelmä ja hyödyntämään sen erinomaista suorituskykyä täysimääräisesti on keskeinen ongelma, joka on ratkaistava grafeenin laajassa käytössä.