В текущей коммерческой системе литий-ионных аккумуляторов ограничивающим фактором является в основном электрическая проводимость. В частности, недостаточная проводимость материала положительного электрода напрямую ограничивает активность электрохимической реакции. Необходимо добавить подходящий проводящий агент для повышения проводимости материала и построения проводящей сети, чтобы обеспечить быстрый канал для переноса электронов, и обеспечивает полное использование активного материала. Следовательно, проводящий агент также является незаменимым материалом в литий -ионной батареи по сравнению с активным материалом.

Производительность проводящего агента в значительной степени зависит от структуры материалов и манеров, в которых он находится в контакте с активным материалом. Обычно используемые литий -ионные аккумуляторные агенты имеют следующие характеристики:

(1) Углеродный черный: структура углерода черного выражается степенью агрегации углеродных черных частиц в цепь или форму винограда. Мелкие частицы, плотно упакованная сетевая цепь, большая конкретная площадь поверхности и единица массы, которые полезны для образования цепной проводящей структуры в электроде. Как представитель традиционных проводящих агентов, углеродный черный в настоящее время является наиболее широко используемым проводящим агентом. Недостатком является то, что цена высока, и ее трудно рассеять.

(2)Графит: Проводящий графит характеризуется размером частиц, близким к размеру положительных и отрицательных активных материалов, умеренной удельной площадью поверхности и хорошей электрической проводимостью. Он действует как узел проводящей сети в аккумуляторе, а в отрицательном электроде он может не только улучшить проводимость, но и емкость.

(3) P-Li: Super p-Li характеризуется небольшим размером частиц, аналогичным проводящему углеродному черному, но умеренно удельной площади поверхности, особенно в виде ветвей в батарее, что очень выгодно для формирования проводящей сети. Недостатком является то, что его трудно рассеять.

(4)Углеродные нанотрубки (УНТ): УНТ - это проводящие агенты, которые появились в последние годы. Как правило, они имеют диаметр около 5 нм и длину 10-20 мкм. Они могут не только действовать как «провода» в проводящих сетях, но и иметь двойной эффект слоя электрода, чтобы дать игру высококачественным характеристикам суперконденсаторов. Его хорошая теплопроводность также способствует нагреванию рассеивания во время заряда и разгрузки, снижения поляризации батареи, повышения высокой и низкой температуры аккумулятора и продления срока службы батареи.

В качестве проводящего агента КНТ можно использовать в сочетании с различными положительными электродными материалами для улучшения емкости, скорости и производительности цикла материала/батареи. Положительные электродные материалы, которые можно использовать, включают: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, полимер -положительный электрод, LI3V2 (PO4) 3, оксид марганца и тому подобное.

По сравнению с другими распространенными проводящими агентами, углеродные нанотрубки имеют много преимуществ в качестве положительных и негативных проводящих агентов для литий -ионных батарей. Углеродные нанотрубки имеют высокую электрическую проводимость. Кроме того, УНТ имеют большое соотношение сторон, а более низкое количество добавления может достичь порога перколяции, аналогичного другим добавкам (поддержание расстояния электронов в соединении или локальной миграции). Поскольку углеродные нанотрубки могут образовывать высокоэффективную электронную транспортную сеть, значение проводимости, аналогичное значению сферической добавки частиц, может быть достигнуто только с 0,2 мас.% SWCNT.

(5)Графенявляется новым типом двухмерного гибкого плоского углеродного материала с превосходной электрической и теплопроводности. Структура позволяет слою графенового листа прилипать к частицам активного материала и обеспечивает большое количество проводящих сайтов контакта для положительных и отрицательных частиц активного электрода, так что электроны могут проводиться в двухмерном пространстве с образованием проводящей сети в большой области. Таким образом, это считается идеальным проводящим агентом в настоящее время.

Углеродный черный и активный материал находятся в точке контакта и могут проникать в частицы активного материала, чтобы полностью увеличить коэффициент использования активных материалов. Углеродные нанотрубки находятся в контакте с точки зрения и могут быть вкраплены между активными материалами, чтобы сформировать сетевую структуру, которая не только увеличивает проводимость, в то же время, но и может действовать как частичный связующий агент, а контактный режим графена является точечным контактом, который может полностью подключить активное материал с образованием большой сети в качестве основного тела, но трудно полностью покрыть активную материал. Даже если количество добавленного графена постоянно увеличивается, трудно полностью использовать активный материал, а ионы Li и ухудшают производительность электрода. Поэтому эти три материала имеют хорошую дополнительную тенденцию. Смешивание углеродных черных или углеродных нанотрубок с графеном для построения более полной проводящей сети может дополнительно улучшить общую производительность электрода.

Кроме того, с точки зрения графена производительность графена варьируется от различных методов подготовки, в той степени уменьшения, размера листа и соотношением углеродного черного, рассеиваемости и толщины электрода сильно влияют на природу проводящих агентов. Среди них, поскольку функция проводящего агента состоит в том, чтобы построить проводящую сеть для электронного транспорта, если сам проводящий агент не очень хорошо рассеивается, трудно построить эффективную проводящую сеть. По сравнению с традиционным углеродным черным проводящимся агентом графен имеет сверхвысокую удельную площадь поверхности, а эффект π-π-конъюгата облегчает агломерат в практических применениях. Следовательно, как сделать графен с хорошей дисперсионной системой и в полной мере использовать его превосходную производительность является ключевой проблемой, которую необходимо решить при широко распространенном применении графена.