Dalam sistem baterai lithium-ion komersial saat ini, faktor pembatas terutama konduktivitas listrik. Secara khusus, konduktivitas yang tidak memadai dari bahan elektroda positif secara langsung membatasi aktivitas reaksi elektrokimia. Penting untuk menambahkan agen konduktif yang cocok untuk meningkatkan konduktivitas material dan membangun jaringan konduktif untuk menyediakan saluran cepat untuk transportasi elektron dan memastikan bahwa bahan aktif sepenuhnya digunakan. Oleh karena itu, agen konduktif juga merupakan bahan yang sangat diperlukan dalam baterai ion lithium relatif terhadap bahan aktif.

Kinerja agen konduktif tergantung pada sebagian besar pada struktur bahan dan sopan santun di mana ia bersentuhan dengan bahan aktif. Agen konduktif baterai ion lithium yang umum digunakan memiliki karakteristik berikut:

(1) Karbon Hitam: Struktur karbon hitam diekspresikan oleh tingkat agregasi partikel karbon hitam menjadi rantai atau bentuk anggur. Partikel halus, rantai jaringan yang padat, luas permukaan spesifik yang besar, dan massa satuan, yang bermanfaat untuk membentuk struktur konduktif rantai dalam elektroda. Sebagai perwakilan dari agen konduktif tradisional, karbon hitam saat ini adalah agen konduktif yang paling banyak digunakan. Kerugiannya adalah bahwa harganya tinggi dan sulit untuk dibubarkan.

(2)Grafit: Grafit konduktif ditandai dengan ukuran partikel yang dekat dengan bahan aktif positif dan negatif, luas permukaan spesifik sedang, dan konduktivitas listrik yang baik. Ini bertindak sebagai simpul jaringan konduktif dalam baterai, dan dalam elektroda negatif, itu tidak hanya dapat meningkatkan konduktivitas, tetapi juga kapasitas.

(3) P-LI: Super P-Li ditandai dengan ukuran partikel kecil, mirip dengan karbon hitam konduktif, tetapi luas permukaan spesifik sedang, terutama dalam bentuk cabang dalam baterai, yang sangat menguntungkan untuk membentuk jaringan konduktif. Kerugiannya adalah sulit untuk membubarkan.

(4)Karbon nanotube (CNT): CNT adalah agen konduktif yang telah muncul dalam beberapa tahun terakhir. Mereka umumnya memiliki diameter sekitar 5nm dan panjang 10-20UM. Mereka tidak hanya dapat bertindak sebagai "kabel" di jaringan konduktif, tetapi juga memiliki efek lapisan elektroda ganda untuk memberikan permainan pada karakteristik tingkat tinggi superkapasitor. Konduktivitas termal yang baik juga kondusif untuk disipasi panas selama pengisian daya baterai dan pelepasan, mengurangi polarisasi baterai, meningkatkan kinerja baterai tinggi dan suhu rendah, dan memperpanjang masa pakai baterai.

Sebagai agen konduktif, CNT dapat digunakan dalam kombinasi dengan berbagai bahan elektroda positif untuk meningkatkan kapasitas, tingkat, dan kinerja siklus bahan/baterai. Bahan elektroda positif yang dapat digunakan meliputi: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, elektroda positif polimer, Li3v2 (PO4) 3, mangan oksida, dan sejenisnya.

Dibandingkan dengan agen konduktif umum lainnya, karbon nanotube memiliki banyak keunggulan sebagai agen konduktif positif dan negatif untuk baterai ion lithium. Nanotube karbon memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Selain itu, CNT memiliki rasio aspek yang besar, dan jumlah penambahan yang lebih rendah dapat mencapai ambang perkolasi yang mirip dengan aditif lainnya (mempertahankan jarak elektron dalam senyawa atau migrasi lokal). Karena karbon nanotube dapat membentuk jaringan transportasi elektron yang sangat efisien, nilai konduktivitas yang mirip dengan aditif partikel bola dapat dicapai dengan hanya 0,2% berat SWCNT.

(5)Grapheneadalah jenis baru bahan karbon planar fleksibel dua dimensi dengan konduktivitas listrik dan termal yang sangat baik. Struktur memungkinkan lapisan lembaran graphene untuk melekat pada partikel material aktif, dan menyediakan sejumlah besar lokasi kontak konduktif untuk partikel material aktif elektroda positif dan negatif, sehingga elektron dapat dilakukan dalam ruang dua dimensi untuk membentuk jaringan konduktif area besar. Dengan demikian dianggap sebagai agen konduktif yang ideal saat ini.

Karbon hitam dan bahan aktif dalam kontak titik, dan dapat menembus ke dalam partikel -partikel bahan aktif untuk sepenuhnya meningkatkan rasio pemanfaatan bahan aktif. Nanotube karbon berada dalam kontak garis titik, dan dapat diselingi antara bahan aktif untuk membentuk struktur jaringan, yang tidak hanya meningkatkan konduktivitas, pada saat yang sama, ia juga dapat bertindak sebagai zat ikatan parsial, dan mode kontak graphene adalah kontak titik-ke-wajah, yang dapat menghubungkan permukaan material yang benar-benar untuk membentuk jaringan konduktif yang sangat besar, tetapi merupakan material yang aktif. Bahkan jika jumlah graphene yang ditambahkan terus meningkat, sulit untuk sepenuhnya memanfaatkan material aktif, dan ion -ion yang menyebar dan memburuk kinerja elektroda. Oleh karena itu, ketiga bahan ini memiliki tren pelengkap yang baik. Mencampur karbon hitam atau nanotube karbon dengan graphene untuk membangun jaringan konduktif yang lebih lengkap dapat lebih meningkatkan kinerja elektroda secara keseluruhan.

Selain itu, dari perspektif graphene, kinerja graphene bervariasi dari metode persiapan yang berbeda, dalam tingkat reduksi, ukuran lembaran dan rasio karbon hitam, dispersibilitas, dan ketebalan elektroda semuanya sangat mempengaruhi kodrat agen konduktif. Di antara mereka, karena fungsi agen konduktif adalah untuk membangun jaringan konduktif untuk transportasi elektron, jika agen konduktif itu sendiri tidak tersebar dengan baik, sulit untuk membangun jaringan konduktif yang efektif. Dibandingkan dengan agen konduktif karbon hitam tradisional, graphene memiliki luas permukaan spesifik yang sangat tinggi, dan efek konjugat π-π membuatnya lebih mudah untuk diaglomerasi dalam aplikasi praktis. Oleh karena itu, bagaimana membuat graphene membentuk sistem dispersi yang baik dan memanfaatkan sepenuhnya kinerja yang sangat baik adalah masalah utama yang perlu diselesaikan dalam aplikasi graphene yang tersebar luas.