V súčasnom komerčnom systéme lítium-iónových batérií je obmedzujúcim faktorom hlavne elektrická vodivosť. Najmä nedostatočná vodivosť pozitívneho materiálu elektród priamo obmedzuje aktivitu elektrochemickej reakcie. Je potrebné pridať vhodné vodivé činidlo na zvýšenie vodivosti materiálu a vybudovať vodivú sieť, aby poskytla rýchly kanál na prepravu elektrónov a zaisťuje, že aktívny materiál je úplne využitý. Preto je vodivé činidlo tiež nevyhnutným materiálom v lítium -iónovej batérii vzhľadom na aktívny materiál.

Výkon vodivého agenta do veľkej miery závisí od štruktúry materiálov a správania, v ktorých je v kontakte s aktívnym materiálom. Bežne používané vodivé látky lítium -iónovej batérie majú tieto vlastnosti:

(1) Tarblová čierna: Štruktúra uhlíkovej čiernej je vyjadrená stupňom agregácie častíc uhlíka do reťazca alebo v hroznovom tvare. Jemné častice, husto zabalený sieťový reťazec, veľká špecifická povrchová plocha a hmotnosť jednotky, ktoré sú prospešné pre tvorbu reťazovej vodivej štruktúry v elektróde. Ako predstaviteľ tradičných vodivých látok je v súčasnosti spoločnosť Carbon Black v súčasnosti najpoužívanejším vodivým činidlom. Nevýhodou je, že cena je vysoká a je ťažké sa rozptýliť.

(2)Grafit: Vodivý grafit sa vyznačuje veľkosťou častíc blízko veľkosti pozitívnych a negatívnych aktívnych materiálov, miernou špecifickou povrchovou plochou a dobrou elektrickou vodivosťou. Pôsobí ako uzol vodivej siete v batérii a v zápornej elektróde môže nielen zlepšiť vodivosť, ale aj kapacitu.

(3) P-Li: Super P-Li sa vyznačuje malými veľkosťami častíc, podobne ako vodivé uhlíkové, ale mierne špecifické povrchové plochy, najmä vo forme vetiev vo batérii, ktorá je veľmi výhodná na vytvorenie vodivej siete. Nevýhodou je, že je ťažké sa rozptýliť.

(4)Uhlíkové nanotrubice (CNT): CNT sú vodiví agenti, ktorí sa objavili v posledných rokoch. Spravidla majú priemer asi 5 nm a dĺžku 10-20um. Môžu fungovať nielen ako „vodiče“ vo vodivých sieťach, ale majú tiež efekt dvojitého elektródového vrstvy, aby hrali vysoké rýchlosti charakteristík superkondenzátorov. Jeho dobrá tepelná vodivosť tiež vedie k rozptylu tepla počas nabíjania batérie a vybíjania, znižuje polarizáciu batérie, zlepšuje vysoký a nízku teplotu výkonu batérie a predlžuje výdrž batérie.

Ako vodivé činidlo sa môžu CNT použiť v kombinácii s rôznymi pozitívnymi elektródovými materiálmi na zlepšenie kapacity, rýchlosti a výkonu cyklu materiálu/batérie. Medzi pozitívne elektródové materiály, ktoré sa môžu použiť, patria: LICOO2, LIMN2O4, LIFEPO4, Polymérna pozitívna elektróda, LI3V2 (PO4) 3, oxid mangánu a podobne.

V porovnaní s inými bežnými vodivými činidlami majú uhlíkové nanotrubice mnoho výhod ako pozitívne a negatívne vodivé činidlá pre lítium -iónové batérie. Uhlíkové nanotrubice majú vysokú elektrickú vodivosť. Okrem toho majú CNT veľký pomer strán a nižšie množstvo pridania môže dosiahnuť perkolačnú prahovú hodnotu podobnú iným prísadám (udržiavajúc vzdialenosť elektrónov v zlúčenine alebo miestnej migrácii). Pretože uhlíkové nanotrubice môžu tvoriť vysoko účinnú sieť prenosu elektrónov, hodnota vodivosti podobná hodnote sférickej častice Additive je možné dosiahnuť iba 0,2% hmotn. SWCNT.

(5)Grafénje nový typ dvojrozmerného flexibilného planárneho uhlíkového materiálu s vynikajúcou elektrickou a tepelnou vodivosťou. Štruktúra umožňuje vrstve grafénového plechu priľnúť k častizáciám aktívneho materiálu a poskytuje veľké množstvo vodivých kontaktných miest pre kladné a negatívne častice aktívneho materiálu elektród, aby sa elektróny mohli vykonávať v dvojrozmernom priestore, aby sa vytvorila veľká oblasť vodivej siete. Preto sa v súčasnosti považuje za ideálneho vodivého agenta.

Tarbnícky a aktívny materiál sú v kontakte s bodom a môžu preniknúť do častíc aktívneho materiálu, aby sa úplne zvýšil pomer využitia aktívnych materiálov. Uhlíkové nanotrubice sú v kontakte s bodmi a môžu byť rozptýlené medzi aktívnymi materiálmi, aby sa vytvorila sieťová štruktúra, ktorá nielen zvyšuje vodivosť, súčasne môže pôsobiť aj ako čiastočné spojenie, a kontaktný režim grafénu je kontakt s bodom na tvár, ktorý môže spojiť povrch aktívneho materiálu a vytvárať veľkú vodivú sieť ako hlavné telo, ale je ťažké úplne zakryť materiál. Aj keď sa množstvo pridaného grafénu neustále zvyšuje, je ťažké úplne využiť aktívny materiál a rozptýliť ióny LI a zhoršovať výkon elektródy. Preto majú tieto tri materiály dobrý doplnkový trend. Miešanie nanotrubíc z uhlíka alebo uhlíka s grafénom na zostavenie úplnejšej vodivej siete môže ďalej zlepšiť celkový výkon elektródy.

Okrem toho, z hľadiska grafénu sa výkon grafénu mení od rôznych metód prípravy, v stupni redukcie, veľkosti listu a pomeru uhlíkovej čiernej, dispergovateľnosti a hrúbky elektródy výrazne ovplyvňujú povahy vodivých látok. Medzi nimi, pretože funkciou vodivého činidla je zostavenie vodivej siete pre elektrónovú transport, ak samotný vodivý agent nie je dobre rozptýlený, je ťažké zostaviť efektívnu vodivú sieť. V porovnaní s tradičným vodivým činidlom s čiernym uhlíkom má grafén ultra vysokú špecifickú povrchovú plochu a konjugát π-π uľahčuje aglomeráciu v praktických aplikáciách. Preto, ako vytvoriť grafén dobrý disperzný systém a plne využívať jeho vynikajúci výkon, je kľúčovým problémom, ktorý je potrebné vyriešiť pri rozsiahlej aplikácii grafénu.