Mevcut ticari lityum-iyon pil sisteminde, sınırlayıcı faktör esas olarak elektriksel iletkenliktir.Özellikle, pozitif elektrot malzemesinin yetersiz iletkenliği, elektrokimyasal reaksiyonun aktivitesini doğrudan sınırlar.Malzemenin iletkenliğini artırmak için uygun bir iletken madde eklemek ve elektron taşınması için hızlı bir kanal sağlamak ve aktif malzemenin tam olarak kullanılmasını sağlamak için iletken ağı oluşturmak gerekir.Bu nedenle iletken madde, aktif malzemeye göre lityum iyon pilde de vazgeçilmez bir malzemedir.

İletken bir maddenin performansı büyük ölçüde malzemelerin yapısına ve aktif malzeme ile temas halinde olma biçimlerine bağlıdır.Yaygın olarak kullanılan lityum iyon pil iletken maddeleri aşağıdaki özelliklere sahiptir:

(1) Karbon siyahı: Karbon karasının yapısı, karbon karası parçacıklarının bir zincir veya üzüm şeklinde toplanma derecesi ile ifade edilir.Elektrotta bir zincir iletken yapı oluşturmak için faydalı olan ince parçacıklar, yoğun şekilde paketlenmiş ağ zinciri, geniş spesifik yüzey alanı ve birim kütle.Geleneksel iletken maddelerin bir temsilcisi olarak, karbon siyahı şu anda en yaygın kullanılan iletken maddedir.Dezavantajı ise fiyatının yüksek olması ve dağılmasının zor olmasıdır.

(2)Grafit: İletken grafit, pozitif ve negatif aktif malzemelerinkine yakın parçacık boyutu, orta düzeyde özgül yüzey alanı ve iyi elektriksel iletkenlik ile karakterize edilir.Pildeki iletken ağın bir düğümü gibi davranır ve negatif elektrotta sadece iletkenliği değil aynı zamanda kapasiteyi de artırabilir.

(3) P-Li: Süper P-Li, iletken karbon siyahına benzer küçük parçacık boyutuyla karakterize edilir, ancak orta düzeyde özgül yüzey alanı, özellikle pilde iletken bir ağ oluşturmak için çok avantajlı olan dallar şeklindedir.Dezavantajı, dağılmasının zor olmasıdır.

(4)Karbon nanotüpler (CNT'ler): CNT'ler son yıllarda ortaya çıkan iletken maddelerdir.Genellikle yaklaşık 5nm çapa ve 10-20um uzunluğa sahiptirler.İletken ağlarda sadece "tel" olarak hareket edemezler, aynı zamanda süper kapasitörlerin yüksek oranlı özelliklerine oyun vermek için çift elektrot tabakası etkisine sahiptirler.İyi termal iletkenliği, pil şarjı ve deşarjı sırasında ısı dağılımına, pil polarizasyonunu azaltmaya, pilin yüksek ve düşük sıcaklık performansını iyileştirmeye ve pil ömrünü uzatmaya da yardımcı olur.

İletken bir madde olarak CNT'ler, malzemenin/pilin kapasitesini, hızını ve döngü performansını iyileştirmek için çeşitli pozitif elektrot malzemeleriyle birlikte kullanılabilir.Kullanılabilecek pozitif elektrot malzemeleri şunları içerir: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, polimer pozitif elektrot, Li3V2(PO4)3, manganez oksit ve benzerleri.

Diğer yaygın iletken maddelerle karşılaştırıldığında, karbon nanotüpler, lityum iyon piller için pozitif ve negatif iletken maddeler olarak birçok avantaja sahiptir.Karbon nanotüpler yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir.Ek olarak, CNT'ler büyük boy oranına sahiptir ve daha düşük ilave miktarı, diğer katkı maddelerine benzer bir süzülme eşiğine ulaşabilir (bileşikteki elektronların mesafesini veya yerel göçü korur).Karbon nanotüpler oldukça verimli bir elektron taşıma ağı oluşturabildiğinden, küresel bir parçacık katkı maddesininkine benzer bir iletkenlik değeri, SWCNT'lerin yalnızca ağırlıkça %0,2'si ile elde edilebilir.

(5)grafenmükemmel elektriksel ve termal iletkenliğe sahip yeni bir iki boyutlu esnek düzlemsel karbon malzeme türüdür.Yapı, grafen levha tabakasının aktif malzeme parçacıklarına yapışmasına izin verir ve pozitif ve negatif elektrot aktif malzeme parçacıkları için çok sayıda iletken temas alanı sağlar, böylece elektronlar oluşturmak için iki boyutlu bir alanda iletilebilir. geniş alanlı iletken ağ.Bu nedenle şu anda ideal iletken madde olarak kabul edilir.

Karbon karası ve aktif malzeme noktasal temas halindedir ve aktif malzemelerin kullanım oranını tamamen artırmak için aktif malzemenin parçacıklarına nüfuz edebilir.Karbon nanotüpler noktasal temas halindedir ve yalnızca iletkenliği artırmakla kalmayan bir ağ yapısı oluşturmak için aktif malzemeler arasına serpiştirilebilir, aynı zamanda kısmi bir bağlama maddesi ve grafenin temas modu olarak da işlev görebilir. ana gövde olarak geniş alanlı bir iletken ağ oluşturmak için aktif malzemenin yüzeyini bağlayabilen, ancak aktif malzemeyi tamamen kaplamak zordur.Eklenen grafen miktarı sürekli artırılsa bile aktif malzemeden tam olarak faydalanmak güçleşir ve Li iyonlarını difüze ederek elektrot performansını bozar.Bu nedenle, bu üç malzeme iyi bir tamamlayıcı eğilime sahiptir.Daha eksiksiz bir iletken ağ oluşturmak için karbon siyahı veya karbon nanotüpleri grafenle karıştırmak, elektrotun genel performansını daha da iyileştirebilir.

Ek olarak, grafenin perspektifinden bakıldığında, grafenin performansı farklı hazırlama yöntemlerinden farklılık gösterir; indirgenme derecesi, tabakanın boyutu ve karbon siyahı oranı, dağılabilirlik ve elektrotun kalınlığı, bunların tümü doğayı etkiler. iletken maddelerin büyük ölçüde.Bunlar arasında, iletken maddenin işlevi, elektron taşınması için iletken bir ağ oluşturmak olduğundan, iletken maddenin kendisi iyi dağılmamışsa, etkili bir iletken ağ oluşturmak zordur.Geleneksel karbon siyahı iletken madde ile karşılaştırıldığında, grafenin ultra yüksek bir özgül yüzey alanı vardır ve π-π eşlenik etkisi, pratik uygulamalarda topaklanmayı kolaylaştırır.Bu nedenle, grafenin nasıl iyi bir dispersiyon sistemi oluşturacağı ve mükemmel performansından tam olarak nasıl yararlanılacağı, grafenin yaygın uygulamasında çözülmesi gereken önemli bir sorundur.