U trenutnom komercijalnom litij-ionskom baterijskom sustavu, ograničavajući faktor je uglavnom električna vodljivost. Konkretno, nedovoljna vodljivost materijala s pozitivnim elektrodom izravno ograničava aktivnost elektrokemijske reakcije. Potrebno je dodati prikladno vodljivo sredstvo za poboljšanje vodljivosti materijala i konstruiranje provodljive mreže kako bi se osigurao brz kanal za transport elektrona i osigurava da se aktivni materijal u potpunosti koristi. Stoga je vodljivo sredstvo također neophodan materijal u litij -ionskoj bateriji u odnosu na aktivni materijal.

Učinkovitost vodljivog agensa u velikoj mjeri ovisi o strukturi materijala i načinu u kojima je u kontaktu s aktivnim materijalom. Obično korišteni litijev ionski vodljivi agensi imaju sljedeće karakteristike:

(1) Ugljična crna: Struktura ugljične crne izražena je stupnjem agregacije čestica ugljičnih crnaca u lanac ili oblik grožđa. Fine čestice, gusto nabijeni mrežni lanac, velika specifična površina i jedinična masa, koje su korisne za stvaranje lančane provodljive strukture u elektrodi. Kao predstavnik tradicionalnih vodljivih sredstava, ugljična crna je trenutno najčešće korišteno provodljivo sredstvo. Nedostatak je u tome što je cijena visoka i teško je raširiti.

(2)Grafit: Vodivi grafit karakterizira veličina čestica blizu veličine pozitivnih i negativnih aktivnih materijala, umjerene specifične površine i dobra električna vodljivost. Djeluje kao čvor provodljive mreže u bateriji, a u negativnoj elektrodi ne može samo poboljšati vodljivost, već i kapacitet.

(3) P-LI: Super P-LI karakterizira mala veličina čestica, slična provodljivoj ugljičnoj crnoj, ali umjerena specifična površina, posebno u obliku grana u bateriji, što je vrlo korisno za formiranje provodljive mreže. Nedostatak je u tome što je teško raširiti.

(4)Ugljikove nanocjevčice (CNT): CNT -ovi su provodljivi agenti koji su se pojavili posljednjih godina. Obično imaju promjer od oko 5 nm i duljinu od 10-20UM. Oni ne samo da mogu djelovati kao "žice" u provodljivim mrežama, već imaju i dvostruki učinak sloja elektroda kako bi se igrala visokim karakteristikama superkondenzatora. Njegova dobra toplinska vodljivost također pogoduje rasipanju topline tijekom punjenja i pražnjenja baterije, smanjenje polarizacije baterije, poboljšanje performansi baterije visoke i niske temperature i proširuje vijek trajanja baterije.

Kao vodljivo sredstvo, CNT se mogu koristiti u kombinaciji s različitim pozitivnim materijalima elektroda za poboljšanje kapaciteta, brzine i performansi ciklusa materijala/baterije. Pozitivni materijali za elektrode koji se mogu koristiti uključuju: Licoo2, Limn2O4, LifePO4, Polimer Pozitivna elektroda, Li3v2 (PO4) 3, mangan oksid i slično.

U usporedbi s drugim uobičajenim vodljivim sredstvima, ugljikove nanocjevčice imaju brojne prednosti kao pozitivna i negativna provodljiva sredstva za litij -ionske baterije. Ugljične nanocjevčice imaju visoku električnu vodljivost. Osim toga, CNT -ovi imaju veliki omjer slike, a niža količina dodavanja može postići prag perkolacije sličan drugim aditivima (održavanje udaljenosti elektrona u spoju ili lokalnoj migraciji). Budući da ugljikove nanocjevčice mogu tvoriti visoko učinkovite mreže transporta elektrona, vrijednost provodljivosti slične vrijednosti aditiva sferne čestice može se postići sa samo 0,2 mas.% SWCNT -a.

(5)Grafenje nova vrsta dvodimenzionalnog fleksibilnog ravninskog ugljičnog materijala s izvrsnom električnom i toplinskom vodljivošću. Struktura omogućava da se sloj grafenskog lima pridržava čestica aktivnog materijala i pruža veliki broj provodljivih kontaktnih mjesta za čestice aktivnog materijala s pozitivnim i negativnim elektrodama, tako da se elektroni mogu provesti u dvodimenzionalnom prostoru kako bi se formirala vodljiva mreža velikog područja. Stoga se trenutno smatra idealnim provodnim agentima.

Ugljikova crna i aktivni materijal su u kontaktu i mogu prodrijeti u čestice aktivnog materijala kako bi se u potpunosti povećao omjer korištenja aktivnih materijala. Ugljikove nanocjevčice su u kontaktu s linijom i mogu se ispreplesti između aktivnih materijala kako bi tvorili mrežnu strukturu, što ne samo da povećava vodljivost, istodobno može djelovati i kao djelomično sredstvo za povezivanje, a način kontakta grafena je kontakt od točaka, koji može povezati površinu aktivnog materijala kako bi se u potpunosti pokrovilo, ali i dalje. Čak i ako se količina dodanog grafena kontinuirano povećava, teško je u potpunosti iskoristiti aktivni materijal, i difundirati li ione i pogoršati performanse elektrode. Stoga ova tri materijala imaju dobar komplementarni trend. Miješanje ugljičnih crnih ili ugljičnih nanocjevčica s grafenom za izgradnju cjelovitije provodljive mreže može dodatno poboljšati ukupne performanse elektrode.

Osim toga, iz perspektive grafena, performanse grafena variraju od različitih metoda pripreme, u stupnju smanjenja, veličine lima i omjera ugljične crne, disperzibilnosti i debljine elektrode svi utječu na prirode vodljivih sredstava. Među njima, budući da je funkcija vodljivog sredstva konstruiranje provodljive mreže za transport elektrona, ako sam provodljivo sredstvo nije dobro raspršeno, teško je konstruirati učinkovitu provodnu mrežu. U usporedbi s tradicionalnim provodnim agensom od ugljika, grafen ima ultra visoku specifičnu površinu, a π-π konjugirani učinak olakšava aglomeraciju u praktičnim primjenama. Stoga je kako grafen formirati dobar sustav disperzije i u potpunosti iskoristiti svoje izvrsne performanse ključni je problem koji je potrebno riješiti u širokoj primjeni grafena.