Учурдагы коммерциялык литий-иондук батарейка системасында чектөөчү фактор негизинен электр өткөрүмдүүлүк болуп саналат.Атап айтканда, оң электроддук материалдын жетишсиз өткөрүмдүүлүгү электрохимиялык реакциянын активдүүлүгүн түздөн-түз чектейт.Бул материалдын өткөргүчтүгүн жогорулатуу үчүн ылайыктуу өткөргүч агентти кошуу жана электрон ташуу үчүн тез канал менен камсыз кылуу үчүн өткөргүч тармагын куруу жана активдүү материал толугу менен пайдаланылышын камсыз кылуу үчүн зарыл.Ошондуктан, өткөргүч агент, ошондой эле активдүү материалга салыштырмалуу литий-иондук батареянын алмаштырылгыс материал болуп саналат.

Өткөргүч агенттин иштеши көп даражада материалдардын түзүлүшүнө жана анын активдүү материал менен кандай байланышта болгонуна көз каранды.Көбүнчө колдонулган литий-иондук батарейка өткөрүүчү агенттер төмөнкү мүнөздөмөлөргө ээ:

(1) Кара көмүртек: Кара көмүртектин структурасы кара көмүртек бөлүкчөлөрүнүн чынжырга же жүзүм формасына кошулуу даражасы менен көрсөтүлөт.Электроддо чынжыр өткөргүч түзүлүштү түзүүгө пайдалуу болгон майда бөлүкчөлөр, жыш жайгашкан тармак чынжыры, чоң спецификалык беттик аянты жана бирдик массасы.Салттуу өткөргүч агенттердин өкүлү катары, көмүртек кара учурда эң кеңири колдонулган өткөргүч болуп саналат.Кемчилиги – баасы кымбат, тараш кыйын.

(2)Графит: Өткөргүч графит оң жана терс активдүү материалдардын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмүнө жакын, орточо спецификалык беттик аянты жана жакшы электр өткөрүмдүүлүк менен мүнөздөлөт.Ал аккумулятордогу өткөргүч тармактын түйүнү катары иштейт, ал эми терс электроддо өткөргүчтүктү гана эмес, кубаттуулукту да жакшыртат.

(3) P-Li: Super P-Li өткөрүүчү көмүртек кара окшош кичинекей бөлүкчөлөрдүн өлчөмү менен мүнөздөлөт, бирок орточо өзгөчө бетинин аянты, айрыкча, бир өткөргүч тармагын түзүү үчүн абдан пайдалуу болуп саналат батареянын бутактары түрүндө.Кемчилиги чачырап кетиши кыйын.

(4)Көмүртек нанотүтүктөрү (CNTs): CNTs акыркы жылдары пайда болгон өткөргүч агенттер.Алар жалпысынан болжол менен 5нм диаметри жана 10-20um узундугу бар.Алар өткөргүч тармактарда "зымдардын" ролун гана аткарбастан, ошондой эле суперконденсаторлордун жогорку ылдамдыктагы мүнөздөмөлөрүн ойнотуу үчүн кош электроддук катмар эффектине ээ болот.Анын жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгү, ошондой эле батареяны заряддоо жана разряддоо учурунда жылуулуктун таркашына, батареянын поляризациясын азайтууга, батареянын жогорку жана төмөнкү температуранын иштешин жакшыртууга жана батареянын иштөө мөөнөтүн узартууга жардам берет.

Өткөрүүчү агент катары, CNTs материалдык / батареянын кубаттуулугун, ылдамдыгын жана циклинин иштешин жакшыртуу үчүн ар кандай оң электрод материалдары менен айкалыштырылышы мүмкүн.Колдонула турган оң электрод материалдарына төмөнкүлөр кирет: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, полимер оң электрод, Li3V2(PO4)3, марганец оксиди жана ушул сыяктуу.

Башка жалпы өткөргүчтөр менен салыштырганда, көмүртек нанотүтүкчөлөрү литий-иондук батарейкалар үчүн оң жана терс өткөрүүчү агенттер катары көптөгөн артыкчылыктарга ээ.Көмүртек нанотүтүкчөлөрү жогорку электр өткөрүмдүүлүккө ээ.Мындан тышкары, CNTs чоң пропорцияга ээ жана азыраак кошуу суммасы башка кошумчаларга окшош перколяция чегине жетиши мүмкүн (кошумчадагы электрондордун аралыкты сактоо же жергиликтүү миграция).Көмүртек нанотүтүкчөлөрү жогорку эффективдүү электрон транспорттук тармагын түзө алгандыктан, сфералык бөлүкчөлөрдүн кошулмасына окшош өткөргүчтүк баалуулукка SWCNTs 0,2 wt% гана жетишүүгө болот.

(5)Графенмыкты электр жана жылуулук өткөрүмдүүлүк менен эки өлчөмдүү ийкемдүү тегиздик көмүртек материалдын жаңы түрү болуп саналат.Түзүлүшү графен барак катмарынын активдүү материалдын бөлүкчөлөрүнө жабышып калышына жана оң жана терс электроддун активдүү материал бөлүкчөлөрү үчүн өткөргүч байланыш жерлеринин көп болушуна мүмкүндүк берет, ошондуктан электрондор эки өлчөмдүү мейкиндикте өткөрүлөт. чоң аймакты өткөрүүчү тармак.Ошентип, ал азыркы учурда идеалдуу өткөрүүчү агент катары каралат.

Көмүртек кара жана активдүү материал чекит менен байланышта болуп, активдүү материалдардын колдонуу катышын толугу менен жогорулатуу үчүн активдүү материалдын бөлүкчөлөрүнө кире алат.Көмүртек нанотүтүкчөлөрү чекит сызыгы менен байланышта жана активдүү материалдардын ортосунда чатырылып, тармактык түзүлүштү түзүшү мүмкүн, бул өткөргүчтүктү гана жогорулатпастан, ошол эле учурда жарым-жартылай байланыш агенти жана графендин контакт режими катары да иштей алат. бетме-бет контакт болуп саналат, ал активдүү материалдын үстүн бириктирип, негизги орган катары чоң аймакты өткөрүүчү тармакты түзө алат, бирок активдүү материалды толугу менен жабуу кыйын.Кошулган графендин көлөмү тынымсыз көбөйүп турса да, активдүү материалды толугу менен колдонуу кыйынга турат жана Li иондорун диффузиялап, электроддун иштешин начарлатат.Ошондуктан, бул үч материал жакшы кошумча тенденцияга ээ.Толук өткөргүч тармакты куруу үчүн кара көмүртек же көмүртек нанотүтүкчөлөрүн графен менен аралаштыруу электроддун жалпы иштешин андан ары жакшыртат.

Мындан тышкары, графендин көз карашынан алганда, графендин иштеши ар кандай даярдоо ыкмаларынан айырмаланат, кыскартуу даражасы, барактын өлчөмү жана кара көмүртектин катышы, дисперстүүлүгү жана электроддун калыңдыгы жаратылышка таасир этет. өткөргүчтөр көп.Алардын ичинен өткөргүчтүн функциясы электрондорду ташуу үчүн өткөргүч тармакты куруу болгондуктан, өткөргүчтүн өзү жакшы дисперстүү болбосо, эффективдүү өткөргүч тармакты куруу кыйын.Салттуу кара көмүртек өткөрүүчү агент менен салыштырганда, графен ультра жогорку спецификалык беттик аянтка ээ жана π-π конъюгациялык эффект практикалык колдонмолордо агломерациялоону жеңилдетет.Ошондуктан, графенди кантип жакшы дисперсиялык системага айландыруу жана анын мыкты иштешин толук пайдалануу графенди кеңири жайылтууда чечилиши керек болгон негизги маселе.