U trenutnom komercijalnom sustavu litij-ionskih baterija, ograničavajući faktor je uglavnom električna vodljivost.Konkretno, nedovoljna vodljivost materijala pozitivne elektrode izravno ograničava aktivnost elektrokemijske reakcije.Potrebno je dodati prikladno vodljivo sredstvo za povećanje vodljivosti materijala i konstruirati vodljivu mrežu kako bi se osigurao brzi kanal za prijenos elektrona i osiguralo da se aktivni materijal u potpunosti iskoristi.Stoga je vodljivo sredstvo također nezamjenjiv materijal u litij-ionskoj bateriji u odnosu na aktivni materijal.

Djelovanje vodljivog sredstva u velikoj mjeri ovisi o strukturi materijala i načinu na koji je u kontaktu s aktivnim materijalom.Uobičajeno korištena vodljiva sredstva za litij-ionske baterije imaju sljedeće karakteristike:

(1) Čađa: Struktura čađe izražava se stupnjem agregacije čestica čađe u lanac ili oblik grozda.Fine čestice, gusto zbijeni mrežni lanac, velika specifična površina i jedinična masa, koji su korisni za formiranje lančane vodljive strukture u elektrodi.Kao predstavnik tradicionalnih vodljivih sredstava, čađa je trenutno najčešće korišteno vodljivo sredstvo.Nedostatak je visoka cijena i teško se raspršuje.

(2)Grafit: Vodljivi grafit karakterizira veličina čestica bliska pozitivnim i negativnim aktivnim materijalima, umjerena specifična površina i dobra električna vodljivost.Djeluje kao čvor vodljive mreže u bateriji, au negativnoj elektrodi ne samo da može poboljšati vodljivost, već i kapacitet.

(3) P-Li: Super P-Li karakterizira mala veličina čestica, slična vodljivoj čađi, ali umjerena specifična površina, posebno u obliku grana u bateriji, što je vrlo povoljno za formiranje vodljive mreže.Nedostatak je što se teško raspršuje.

(4)Ugljikove nanocijevi (CNT): CNT su vodljivi agensi koji su se pojavili posljednjih godina.Općenito imaju promjer od oko 5 nm i duljinu od 10-20 um.Oni ne samo da mogu djelovati kao "žice" u vodljivim mrežama, već također imaju učinak dvostrukog sloja elektrode kako bi dali prednost karakteristikama visoke brzine superkondenzatora.Njegova dobra toplinska vodljivost također pogoduje rasipanju topline tijekom punjenja i pražnjenja baterije, smanjuje polarizaciju baterije, poboljšava performanse baterije pri visokim i niskim temperaturama i produljuje vijek trajanja baterije.

Kao vodljivo sredstvo, CNT se mogu koristiti u kombinaciji s različitim materijalima pozitivnih elektroda za poboljšanje kapaciteta, brzine i performansi ciklusa materijala/baterije.Materijali pozitivnih elektroda koji se mogu koristiti uključuju: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polimerne pozitivne elektrode, Li3V2(PO4)3, manganov oksid i slično.

U usporedbi s drugim uobičajenim vodljivim tvarima, ugljikove nanocijevi imaju mnoge prednosti kao pozitivne i negativne vodljive tvari za litij-ionske baterije.Ugljikove nanocijevi imaju visoku električnu vodljivost.Osim toga, CNT imaju veliki omjer širine i visine, a manja količina dodatka može postići prag perkolacije sličan drugim dodacima (održavanje udaljenosti elektrona u spoju ili lokalna migracija).Budući da ugljikove nanocijevi mogu tvoriti visoko učinkovitu mrežu prijenosa elektrona, vrijednost vodljivosti slična onoj kod aditiva sfernih čestica može se postići sa samo 0,2 wt% SWCNT.

(5)grafenje nova vrsta dvodimenzionalnog fleksibilnog planarnog karbonskog materijala s izvrsnom električnom i toplinskom vodljivošću.Struktura omogućuje sloju grafenske ploče da prianja na čestice aktivnog materijala i pruža veliki broj vodljivih kontaktnih mjesta za čestice aktivnog materijala pozitivne i negativne elektrode, tako da se elektroni mogu provoditi u dvodimenzionalnom prostoru i formirati vodljiva mreža velike površine.Stoga se trenutno smatra idealnim vodljivim sredstvom.

Čađa i aktivni materijal su u točkastom kontaktu i mogu prodrijeti u čestice aktivnog materijala kako bi se u potpunosti povećao omjer iskorištenja aktivnih materijala.Ugljikove nanocijevi su u točkastom kontaktu i mogu biti umetnute između aktivnih materijala kako bi oblikovale mrežnu strukturu, koja ne samo da povećava vodljivost, u isto vrijeme, također može djelovati kao djelomično vezivno sredstvo, a način kontakta grafena je kontakt točka-u-lice, koji može povezati površinu aktivnog materijala u obliku vodljive mreže velike površine kao glavnog tijela, ali je teško potpuno prekriti aktivni materijal.Čak i ako se količina dodanog grafena kontinuirano povećava, teško je u potpunosti iskoristiti aktivni materijal, difuzirati Li ione i pogoršati učinkovitost elektrode.Stoga ova tri materijala imaju dobar komplementarni trend.Miješanje čađe ili ugljikovih nanocijevi s grafenom za izgradnju potpunije vodljive mreže može dodatno poboljšati ukupnu izvedbu elektrode.

Osim toga, iz perspektive grafena, učinak grafena varira od različitih metoda pripreme, u stupnju redukcije, veličini lista i omjeru čađe, disperzibilnosti i debljini elektrode, sve to utječe na prirodu provodnih sredstava uvelike.Među njima, budući da je funkcija vodljivog sredstva konstruirati vodljivu mrežu za prijenos elektrona, ako samo vodljivo sredstvo nije dobro raspršeno, teško je konstruirati učinkovitu vodljivu mrežu.U usporedbi s tradicionalnim vodljivim sredstvom za čađu, grafen ima ultra-visoku specifičnu površinu, a π-π konjugirani učinak olakšava aglomeraciju u praktičnim primjenama.Stoga je ključni problem koji treba riješiti u širokoj primjeni grafena kako napraviti grafen u dobrom disperzijskom sustavu i u potpunosti iskoristiti njegove izvrsne performanse.