No atual sistema comercial de bateria de íons de lítio, o fator limitante é principalmente a condutividade elétrica. Em particular, a condutividade insuficiente do material positivo do eletrodo limita diretamente a atividade da reação eletroquímica. É necessário adicionar um agente condutor adequado para melhorar a condutividade do material e construir a rede condutora para fornecer um canal rápido para o transporte de elétrons e garante que o material ativo seja totalmente utilizado. Portanto, o agente condutor também é um material indispensável na bateria de íons de lítio em relação ao material ativo.

O desempenho de um agente condutor depende em grande parte da estrutura dos materiais e das maneiras nas quais está em contato com o material ativo. Os agentes condutores de bateria de íons de lítio comumente usados ​​têm as seguintes características:

(1) Black de carbono: a estrutura do preto de carbono é expressa pelo grau de agregação de partículas de preto de carbono em uma corrente ou forma de uva. As partículas finas, a cadeia de rede densamente embalada, a grande área de superfície específica e a massa unitária, que são benéficas para formar uma estrutura condutora de cadeia no eletrodo. Como representante dos agentes condutores tradicionais, o carbono preto é atualmente o agente condutor mais utilizado. A desvantagem é que o preço é alto e é difícil de dispersar.

(2)Grafite: A grafite condutora é caracterizada por um tamanho de partícula próximo ao dos materiais ativos positivos e negativos, uma área de superfície específica moderada e boa condutividade elétrica. Ele atua como um nó da rede condutiva na bateria e, no eletrodo negativo, pode não apenas melhorar a condutividade, mas também a capacidade.

(3) P-LI: O Super P-LI é caracterizado por pequeno tamanho de partícula, semelhante ao preto de carbono condutor, mas uma área superficial específica moderada, especialmente na forma de galhos na bateria, o que é muito vantajoso para formar uma rede condutiva. A desvantagem é que é difícil se dispersar.

(4)Nanotubos de carbono (CNTs): Os CNTs são agentes condutores que surgiram nos últimos anos. Eles geralmente têm um diâmetro de cerca de 5 nm e um comprimento de 10-20um. Eles podem não apenas agir como "fios" em redes condutivas, mas também têm efeito de camada de eletrodo duplo para dar jogo às características de alta taxa dos supercapacitores. Sua boa condutividade térmica também é propícia à dissipação de calor durante a carga e descarga da bateria, reduza a polarização da bateria, melhore o desempenho da bateria alta e baixa de temperatura e estenda a duração da bateria.

Como agente condutor, os CNTs podem ser usados ​​em combinação com vários materiais de eletrodo positivos para melhorar a capacidade, a taxa e o desempenho do ciclo de material/bateria. Os materiais de eletrodo positivos que podem ser usados ​​incluem: Licoo2, LIMN2O4, LIFEPO4, eletrodo positivo de polímero, LI3V2 (PO4) 3, óxido de manganês e similares.

Comparados com outros agentes condutores comuns, os nanotubos de carbono têm muitas vantagens como agentes condutores positivos e negativos para baterias de íons de lítio. Os nanotubos de carbono têm uma alta condutividade elétrica. Além disso, os CNTs têm uma proporção de grande aspecto, e menor quantidade de adição pode atingir um limiar de percolação semelhante a outros aditivos (mantendo a distância dos elétrons no composto ou na migração local). Como os nanotubos de carbono podem formar uma rede de transporte de elétrons altamente eficiente, um valor de condutividade semelhante ao de um aditivo de partículas esféricas pode ser alcançado com apenas 0,2% em peso dos SWCNTs.

(5)Grafenoé um novo tipo de material de carbono planar flexível bidimensional com excelente condutividade elétrica e térmica. A estrutura permite que a camada da folha de grafeno siga as partículas de material ativo e forneça um grande número de locais de contato condutores para as partículas de material ativo do eletrodo positivo e negativo, para que os elétrons possam ser conduzidos em um espaço bidimensional para formar uma rede condutiva de grande área. Assim, é considerado o agente condutor ideal atualmente.

O preto de carbono e o material ativo estão em contato pontual e podem penetrar nas partículas do material ativo para aumentar completamente a taxa de utilização dos materiais ativos. Os nanotubos de carbono estão em contato com a linha pontual e podem ser intercalados entre os materiais ativos para formar uma estrutura de rede, o que não apenas aumenta a condutividade,, ao mesmo tempo, também pode atuar como um agente de ligação parcial, e o modo de contato de grafeno é um contato ponto a cara, mas pode conectar a superfície ativa para formar uma grande rede de areias. Mesmo que a quantidade de grafeno adicionada aumente continuamente, é difícil utilizar completamente o material ativo e difundir os íons li e deteriorar o desempenho do eletrodo. Portanto, esses três materiais têm uma boa tendência complementar. A mistura de nanotubos de preto de carbono ou carbono com grafeno para construir uma rede condutiva mais completa pode melhorar ainda mais o desempenho geral do eletrodo.

Além disso, da perspectiva do grafeno, o desempenho do grafeno varia de diferentes métodos de preparação, no grau de redução, o tamanho da folha e a proporção de preto de carbono, a dispersibilidade e a espessura do eletrodo afetam bastante as naturezas dos agentes condutores. Entre eles, como a função do agente condutor é construir uma rede condutora para o transporte de elétrons, se o próprio agente condutor não estiver bem disperso, é difícil construir uma rede condutiva eficaz. Comparado com o tradicional agente condutor de preto em chuteiro, o grafeno possui uma área superficial específica ultra-alta, e o efeito conjugado π-π facilita o aglomerado em aplicações práticas. Portanto, como fazer do grafeno formar um bom sistema de dispersão e fazer pleno uso de seu excelente desempenho é um problema essencial que precisa ser resolvido na aplicação generalizada do grafeno.