I det nåværende kommersielle litiumionbatterisystemet er den begrensende faktoren hovedsakelig den elektriske ledningsevnen.Spesielt begrenser den utilstrekkelige ledningsevnen til det positive elektrodematerialet direkte aktiviteten til den elektrokjemiske reaksjonen.Det er nødvendig å tilsette et passende ledende middel for å øke ledningsevnen til materialet og konstruere det ledende nettverket for å gi en rask kanal for elektrontransport og sikre at det aktive materialet utnyttes fullt ut.Derfor er det ledende midlet også et uunnværlig materiale i litiumionbatteriet i forhold til det aktive materialet.

Ytelsen til et ledende middel avhenger i stor grad av strukturen til materialene og måtene det er i kontakt med det aktive materialet på.Vanlig brukte ledende litiumionbatterier har følgende egenskaper:

(1) Carbon black: Strukturen til carbon black uttrykkes ved graden av aggregering av carbon black partikler til en kjede eller en drueform.De fine partiklene, den tettpakkede nettverkskjeden, det store spesifikke overflatearealet og enhetsmassen, som er fordelaktige for å danne en kjedeledende struktur i elektrode.Som en representant for tradisjonelle ledende midler er kjønrøk for tiden det mest brukte ledende midlet.Ulempen er at prisen er høy og det er vanskelig å spre.

(2)Grafitt: Konduktiv grafitt kjennetegnes av en partikkelstørrelse som er nær partikkelstørrelsen til de positive og negative aktive materialene, et moderat spesifikt overflateareal og god elektrisk ledningsevne.Den fungerer som en node for det ledende nettverket i batteriet, og i den negative elektroden kan det ikke bare forbedre ledningsevnen, men også kapasiteten.

(3) P-Li: Super P-Li kjennetegnes av liten partikkelstørrelse, lik ledende sot, men moderat spesifikt overflateareal, spesielt i form av grener i batteriet, noe som er svært fordelaktig for å danne et ledende nettverk.Ulempen er at den er vanskelig å spre.

(4)Karbon nanorør (CNT): CNT er ledende midler som har dukket opp de siste årene.De har vanligvis en diameter på ca. 5nm og en lengde på 10-20um.De kan ikke bare fungere som "ledninger" i ledende nettverk, men har også dobbel elektrodelagseffekt for å gi spill til høyhastighetsegenskapene til superkondensatorer.Dens gode varmeledningsevne bidrar også til varmespredning under batterilading og -utlading, redusere batteripolarisering, forbedre batteriytelse ved høye og lave temperaturer og forlenge batteriets levetid.

Som et ledende middel kan CNT-er brukes i kombinasjon med ulike positive elektrodematerialer for å forbedre kapasiteten, hastigheten og syklusytelsen til materiale/batteri.De positive elektrodematerialene som kan brukes inkluderer: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polymer positiv elektrode, Li3V2(PO4)3, manganoksid og lignende.

Sammenlignet med andre vanlige ledende midler har karbon nanorør mange fordeler som positive og negative ledende midler for litiumionbatterier.Karbonnanorør har høy elektrisk ledningsevne.I tillegg har CNT-er stort sideforhold, og lavere tilsetningsmengde kan oppnå en perkolasjonsterskel som ligner på andre tilsetningsstoffer (vedlikeholde avstanden til elektroner i forbindelsen eller lokal migrasjon).Siden karbon-nanorør kan danne et svært effektivt elektrontransportnettverk, kan en konduktivitetsverdi som ligner den for et sfærisk partikkeladditiv oppnås med bare 0,2 vekt% SWCNT.

(5)Grafener en ny type todimensjonalt fleksibelt plan karbonmateriale med utmerket elektrisk og termisk ledningsevne.Strukturen gjør at grafenarklaget fester seg til de aktive materialpartiklene, og gir et stort antall ledende kontaktsteder for de positive og negative elektrodeaktive materialpartiklene, slik at elektronene kan ledes i et todimensjonalt rom for å danne en ledende nettverk med stort område.Derfor regnes det som det ideelle ledende middelet for øyeblikket.

Kjønrøken og det aktive materialet er i punktkontakt, og kan trenge inn i partiklene til det aktive materialet for å øke utnyttelsesgraden til de aktive materialene fullt ut.Karbonnanorørene er i punktlinjekontakt, og kan strøs mellom de aktive materialene for å danne en nettverksstruktur, som ikke bare øker ledningsevnen, samtidig kan den også fungere som et delvis bindemiddel, og kontaktmodusen til grafen er punkt-til-ansikt-kontakt, som kan forbinde overflaten til det aktive materialet for å danne et ledende nettverk med stort område som hovedlegeme, men det er vanskelig å dekke det aktive materialet fullstendig.Selv om mengden grafen som tilsettes økes kontinuerlig, er det vanskelig å fullstendig utnytte det aktive materialet, og diffundere Li-ioner og forringe elektrodeytelsen.Derfor har disse tre materialene en god komplementær trend.Å blande carbon black eller karbon-nanorør med grafen for å konstruere et mer komplett ledende nettverk kan forbedre den generelle ytelsen til elektroden ytterligere.

I tillegg, fra perspektivet til grafen, varierer ytelsen til grafen fra forskjellige tilberedningsmetoder, i graden av reduksjon, størrelsen på arket og forholdet mellom carbon black, dispergerbarheten og tykkelsen på elektroden alle påvirker naturen. av ledende midler i stor grad.Blant dem, siden funksjonen til det ledende midlet er å konstruere et ledende nettverk for elektrontransport, hvis det ledende midlet i seg selv ikke er godt spredt, er det vanskelig å konstruere et effektivt ledende nettverk.Sammenlignet med det tradisjonelle kjønrøkledende midlet har grafen et ultrahøyt spesifikt overflateareal, og π-π-konjugateffekten gjør det lettere å agglomerere i praktiske applikasjoner.Derfor er hvordan man får grafen til å danne et godt spredningssystem og utnytter dens utmerkede ytelse et nøkkelproblem som må løses i den utbredte bruken av grafen.