A jelenlegi kereskedelmi forgalomban kapható lítium-ion akkumulátorrendszerben a korlátozó tényező elsősorban az elektromos vezetőképesség.Különösen a pozitív elektród anyagának elégtelen vezetőképessége közvetlenül korlátozza az elektrokémiai reakció aktivitását.Megfelelő vezetőképes szer hozzáadása szükséges az anyag vezetőképességének növeléséhez, és a vezető hálózat felépítése, amely gyors csatornát biztosít az elektrontranszport számára, és biztosítja az aktív anyag teljes felhasználását.Ezért a vezetőszer a lítium-ion akkumulátorban is nélkülözhetetlen anyag az aktív anyaghoz képest.

A vezetőképes anyag teljesítménye nagymértékben függ az anyagok szerkezetétől és attól, hogy milyen módon érintkezik az aktív anyaggal.Az általánosan használt lítium-ion akkumulátoros vezetőképes anyagok a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

(1) Korom: A korom szerkezetét a koromrészecskék lánc- vagy szőlőformájú aggregációjának mértéke fejezi ki.A finom részecskék, a sűrűn tömörített hálózati lánc, a nagy fajlagos felület és az egységnyi tömeg előnyösen láncvezető szerkezetet képez az elektródában.A hagyományos vezetőképes szerek képviselőjeként jelenleg a korom a legszélesebb körben alkalmazott vezetőképes anyag.Hátránya, hogy magas az ára és nehéz szétszórni.

(2)Grafit: A vezetőképes grafitot a pozitív és negatív aktív anyagokhoz közeli szemcseméret, mérsékelt fajlagos felület és jó elektromos vezetőképesség jellemzi.Az akkumulátor vezető hálózatának csomópontjaként működik, a negatív elektródában pedig nem csak a vezetőképességet, hanem a kapacitást is javítja.

(3) P-Li: A Super P-Li-t a vezetőképes koromhoz hasonló kis részecskeméret jellemzi, de mérsékelt fajlagos felület, különösen az akkumulátorban lévő elágazások formájában, ami nagyon előnyös vezető hálózat kialakításához.Hátránya, hogy nehéz eloszlatni.

(4)Szén nanocsövek (CNT): A CNT-k vezetőképes szerek, amelyek az elmúlt években jelentek meg.Átmérőjük általában körülbelül 5 nm, hossza pedig 10-20 um.Nemcsak „vezetékként” működhetnek vezetőképes hálózatokban, hanem kettős elektródaréteg-hatásuk is van, hogy a szuperkondenzátorok nagy sebességű karakterisztikáját játsszák.Jó hővezető képessége elősegíti a hőleadást az akkumulátor töltése és lemerülése során, csökkenti az akkumulátor polarizációját, javítja az akkumulátor teljesítményét magas és alacsony hőmérsékleten, és meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.

Vezető anyagként a CNT-k különböző pozitív elektród anyagokkal kombinálva használhatók az anyag/akkumulátor kapacitásának, sebességének és ciklusteljesítményének javítására.A használható pozitív elektródák a következők: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polimer pozitív elektród, Li3V2(PO4)3, mangán-oxid és hasonlók.

Más általánosan elterjedt vezető anyagokkal összehasonlítva a szén nanocsövek számos előnnyel rendelkeznek a lítium-ion akkumulátorok pozitív és negatív vezetőképes anyagaiként.A szén nanocsövek nagy elektromos vezetőképességgel rendelkeznek.Ezenkívül a CNT-k nagy méretarányúak, és az alacsonyabb hozzáadott mennyiség más adalékokhoz hasonló perkolációs küszöböt érhet el (az elektronok távolságának megőrzése a vegyületben vagy helyi migráció).Mivel a szén nanocsövek rendkívül hatékony elektrontranszport hálózatot alkothatnak, a gömb alakú részecskék adalékanyagához hasonló vezetőképességi érték érhető el mindössze 0,2 tömeg% SWCNT-vel.

(5)Grafénegy új típusú kétdimenziós rugalmas sík szén anyag, kiváló elektromos és hővezető képességgel.A szerkezet lehetővé teszi, hogy a grafénlapréteg tapadjon az aktív anyag részecskéihez, és nagyszámú vezető érintkezési helyet biztosítson a pozitív és negatív elektródák aktív anyagrészecskéi számára, így az elektronok egy kétdimenziós térben vezethetők, hogy egy nagy felületű vezető hálózat.Ezért jelenleg az ideális vezetőképes anyagnak tekinthető.

A korom és az aktív anyag pont érintkezik, és behatolhat a hatóanyag részecskéibe, hogy teljes mértékben növelje a hatóanyagok felhasználási arányát.A szén nanocsövek pontvonalas érintkezésben vannak, és az aktív anyagok közé beillesztve olyan hálózati struktúrát alkotnak, amely nem csak a vezetőképességet növeli, ugyanakkor részleges kötőanyagként is működhet, és a grafén érintkezési módja pont-szemközti érintkezés, amely az aktív anyag felületét összekötve nagy felületű vezető hálózatot képezhet főtestként, de az aktív anyagot nehéz teljesen lefedni.Még ha a hozzáadott grafén mennyiségét folyamatosan növeljük is, nehéz az aktív anyagot teljes mértékben hasznosítani, és a Li-ionok diffundálnak, és rontják az elektródák teljesítményét.Ezért ez a három anyag jól kiegészíti egymást.A korom vagy szén nanocsövek grafénnel való összekeverése egy teljesebb vezető hálózat kialakítása érdekében tovább javíthatja az elektróda általános teljesítményét.

Ráadásul a grafén szempontjából a grafén teljesítménye a különböző előállítási módszerektől függően változik, a redukció mértéke, a lap mérete és a korom aránya, a diszpergálhatóság és az elektróda vastagsága egyaránt befolyásolja a tulajdonságait. vezető szerek.Ezek közül, mivel a vezetőképes ágens feladata az elektrontranszporthoz vezető hálózat felépítése, ha maga a vezetőszer nem jól oszlik el, nehéz hatékony vezető hálózatot létrehozni.A hagyományos korom vezetőanyaggal összehasonlítva a grafén rendkívül nagy fajlagos felülettel rendelkezik, és a π-π konjugált hatás megkönnyíti az agglomerálást a gyakorlati alkalmazásokban.Ezért a grafén széles körben elterjedt alkalmazása során megoldandó kulcsprobléma, hogyan lehet a grafént jó diszperziós rendszerré alakítani és kiváló teljesítményét teljes mértékben kihasználni.